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三角形中的五种常见证明类型

专训一:三角形中的五种常见证明类型名师点金:学习了全等三角形及等腰三角形的性质和判定后,与此相关的几何证明题的类型非常丰富,常见的类型有:证明数量关系、位置关系,线段的和差关系、倍分关系、不等关系等.证明数量关系题型1证明线段相等1.如图,在△ABC中,AB=AC,D是BC的中点,E、F分别是AB、AC 上的点,且AE=AF,求证:DE=DF.(第1题)题型2证明角相等2.如图,在△ABC中,AB=AC,∠BAC=90°,D为AC的中点,AE⊥BD 于F交BC于E.求证:∠ADB=∠CDE.(第2题)证明位置关系3.如图,在△ABC中,AB=AC,点D,E,F分别在边BC,AB,AC上,且BD=CF,BE=CD,点G是EF的中点,求证:DG⊥EF.(第3题)证明倍分关系4.如图,在△ABC中,AB=AC,AD,BE是△ABC的高,AD,BE相交于点H,且AE=BE,求证:AH=2BD.(第4题)证明和、差关系5.如图,在△ABC中,∠ABC=2∠C,AD平分∠BAC.求证:AB+BD=AC.(第5题)证明不等关系6.如图,AD是△ABC中∠BAC的平分线,P是AD上的任意一点,且AB >AC,求证:AB-AC>PB-PC.(第6题)专训二:构造全等三角形的六种常用方法名师点金:在进行几何题的证明或计算时,需要在图形中添加一些辅助线,辅助线能使题目中的条件比较集中,能比较容易找到一些量之间的关系,使数学问题得以较轻松地解决.常见的辅助线作法有:构造法、平移法、旋转法、翻折法、加倍折半法和截长补短法,目的都是构造全等三角形.构造基本图形法1.如图,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,AC=BC,点D为BC的中点,CE⊥AD于点E,其延长线交AB于点F,连接DF.求证:∠ADC=∠BDF.(第1题)翻折法2.如图,在△ABC中,BE是∠ABC的平分线,AD⊥BE,垂足为D.求证:∠2=∠1+∠C.(第2题)旋转法3.如图,在正方形ABCD中,E为BC上的一点,F为CD上的一点,BE +DF=EF,求∠EAF的度数.(第3题)平移法4.在△ABC中,∠BAC=60°,∠C=40°,AP平分∠BAC交BC于点P,BQ平分∠ABC交AC于点Q,且AP与BQ相交于点O.求证:AB+BP=BQ+AQ.(第4题)加倍折半法5.如图,在△ABC中,∠BAC=120°,AD⊥BC于D,且AB+BD=DC,求∠C的度数.(第5题)截长补短法6.如图所示,AB∥CD,BE、CE分别为∠ABC、∠BCD的平分线,点E 在AD上.求证:BC=AB+CD.(第6题)专训三:分类讨论思想在等腰三角形中的应用名师点金:分类讨论思想是解题的一种常用方法,在等腰三角形中,往往会遇到条件或结论不唯一的情况,此时就需要分类讨论.通过正确地分类讨论,可以使复杂的问题得到清晰、完整、严密的解答.其解题策略为:先分类,再画图,后计算.当顶角和底角不确定时,分类讨论1.若等腰三角形中有一个角等于40°,则这个等腰三角形的顶角度数为()A.40°B.100°C.40°或70°D.40°或100°2.已知等腰三角形ABC中,AD⊥BC于D,且AD=12BC,则等腰三角形ABC的底角的度数为()A.45°B.75°C.45°或75°D.65°3.若等腰三角形的一个外角为64°,则底角的度数为________.当底和腰不确定时,分类讨论4.(2015·荆门)已知一个等腰三角形的两边长分别是2和4,则该等腰三角形的周长为()A.8或10B.8C.10D.6或125.等腰三角形的两边长分别为7和9,则其周长为________.6.若实数x,y满足|x-5|+(10-y)2=0,则以x,y的值为边长的等腰三角形的周长为________.当高的位置关系不确定时,分类讨论7.等腰三角形一腰上的高与另一边的夹角为25°,求这个三角形的各个内角的度数.由腰的垂直平分线引起的分类讨论8.在三角形ABC中,AB=AC,AB边上的垂直平分线与AC所在的直线相交所得的锐角为40°,求∠B的度数.由腰上的中线引起的分类讨论9.等腰三角形ABC的底边BC长为5 cm,一腰上的中线BD把其分为周长差为3 cm的两部分.求腰长.点的位置不确定引起的分类讨论10.如图,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,AB=2BC,在直线BC或AC上取一点P,使得△PAB为等腰三角形,则符合条件的点P共有()(第10题)A.7个B.6个C.5个D.4个11.如图,已知△ABC中,BC>AB>AC,∠ACB=40°,如果D,E是直线AB上的两点,且AD=AC,BE=BC,求∠DCE的度数.(第11题)专训四:三角形中常见的热门考点名师点金:本章主要学习了互逆命题与互逆定理,全等三角形的性质与判定,等腰三角形,线段垂直平分线与角平分线等常见的轴对称图形的性质与判定.本章的考点较多,也是中考的重点考查内容.互逆命题、基本事实、互逆定理1.下列命题是真命题的是()A.无限小数是无理数B.相反数等于它本身的数是0和1C.对顶角相等D.等边三角形既是轴对称图形,又是中心对称图形2.下列命题及其逆命题是互逆定理的是()A.全等三角形的对应角相等B.若两个角都是直角,则它们相等C.同位角相等,两直线平行D.若a=b,则|a|=|b|全等三角形的性质与判定3.如图所示,AB∥EF∥CD,∠ABC=90°,AB=DC,那么图中的全等三角形有()A.3对B.2对C.1对D.0对(第3题)(第4题)4.如图,在△ABC中,AC=5,F是高AD和BE的交点,AD=BD,则BF的长是()A.7 B.6 C.5 D.45.(2015·杭州)如图,在△ABC中,已知AB=AC,AD平分∠BAC,点M,N分别在AB,AC边上,AM=2MB,AN=2NC,求证:DM=DN.(第5题)等腰三角形的判定与性质6.如图,在△ABC中,AB=AC,AD平分∠BAC,DE⊥AB,DF⊥AC,E,F分别为垂足,则下列四个结论:(1)∠DEF=∠DFE;(2)AE=AF;(3)DA平分∠EDF;(4)AD垂直平分EF.其中正确的有()A.1个B.2个C.3个D.4个(第6题)(第7题)(第8题)7.如图,AD是△ABC的中线,∠ADC=60°,BC=6,把△ABC沿直线AD折叠,点C落在C′处,连接BC′,则BC′的长为________.8.如图所示,在△ABC中,∠ABC与∠ACB的平分线相交于点O,过点O作MN∥BC,分别交AB,AC于点M,N.若AB=6 cm,AC=9 cm,则△AMN 的周长为________.9.(中考·淄博)如图,AD∥BC,BD平分∠ABC.求证:AB=AD.(第9题)尺规作图10.如图,已知线段a,h,作等腰三角形ABC,使AB=AC,且BC=a,BC边上的高AD=h.张红的作法如下:(1)作线段BC=a;(2)作线段BC的垂直平分线MN,MN与BC相交于点D;(3)在直线MN上截取线段h;(4)连接AB,AC.△ABC即为所要求作的等腰三角形.上述作法的四个步骤中,你认为有错误的一步是()(第10题)A.(1) B.(2) C.(3) D.(4)线段垂直平分线与角平分线11.如图,在△ABC中,AB=AC,∠A=36°,AB的垂直平分线DE交AC 于点D,交AB于点E,则下列结论错误的是()A.BD平分∠ABCB.△BCD的周长等于AB+BCC.AD=BD=BCD.点D是线段AC的中点(第11题)(第12题)12.如图,已知在△ABC中,AB=AC,∠BAC和∠ACB的平分线相交于点D,∠ADC=130°,那么∠CAB的大小是()A.80°B.50°C.40°D.20°13.如图,已知C是∠MAN的平分线上一点,CE⊥AB于E,点B,D分别在AM,AN上,且AE=12(AD+AB).问:∠1和∠2有何关系?并说明理由.(第13题)思想方法a.分类讨论思想14.等腰三角形的一个外角等于110°,则这个三角形的顶角度数为________.15.(2014·安顺)已知等腰三角形的两边长分别为a,b,且a,b满足2a-3b+5+(2a+3b-13)2=0,则此等腰三角形的周长为() A.7或8 B.6或10C.6或7 D.7或10b.方程思想16.如图,在△ABC中,AB=AC,BC=BD,AD=DE=EB,求∠A的度数.(第16题)c.转化思想17.如图,已知在△ABC中,∠ABC=3∠C,AD是∠BAC的平分线,BE⊥AD于E,求证:BE=12(AC-AB).(第17题)答案专训一1.证明:连接AD.∵AB =AC ,D 是BC 的中点,∴∠EAD =∠FAD.在△AED 和△AFD 中,⎩⎨⎧AE =AF ,∠EAD =∠FAD ,AD =AD ,∴△AED ≌△AFD(S .A .S .).∴DE =DF.2.证明:过点C 作CG ⊥AC 交AE 的延长线于G ,则CG ∥AB ,∴∠BAF =∠G.又∵AF ⊥BD ,AC ⊥CG ,∴∠BAF +∠ABF =90°,∠CAG +∠G =90°.∴∠ABF =∠CAG.在△ABD 和△CAG 中,⎩⎨⎧∠ABF =∠CAG ,AB =AC ,∠BAD =∠ACG =90°,∴△ABD ≌△CAG(A .S .A .).∴AD =CG ,∠ADB =∠G.又∵D 为AC 的中点,∴AD =CD ,∴CD =CG.∵AB =AC ,∴∠ABC =∠ACB.又∵AB ∥CG ,∴∠ABC =∠GCE.∴∠ACB =∠GCE.又∵CE =CE ,∴△CDE ≌△CGE(S .A .S .).∴∠G =∠CDE.∴∠ADB =∠CDE.(第3题)3.证明:如图,连接ED ,FD.∵AB =AC ,∴∠B =∠C.在△BDE 和△CFD 中,⎩⎨⎧BD =CF ,∠B =∠C ,BE =CD ,∴△BDE ≌△CFD(S .A .S .).∴DE =DF.又∵点G 是EF 的中点,∴DG ⊥EF.4.证明:∵AD ,BE 是△ABC 的高,∴∠ADB =∠AEB =90°,又∵∠BHD =∠AHE ,∴∠EBC =∠EAH.在△BCE 和△AHE 中,⎩⎨⎧∠EBC =∠EAH ,BE =AE ,∠BEC =∠AEH =90°,∴△BCE ≌△AHE(A .S .A .).∴AH =BC.又∵AB =AC ,AD ⊥BC ,∴BC =2BD ,∴AH =2BD.5.证明:如图,延长CB 至E ,使BE =BA ,则∠BAE =∠E.∵∠ABC =2∠C =2∠E ,∴∠E =∠C ,∴AE =AC.∵AD 平分∠BAC ,∴∠BAD =∠DAC.∵∠BAE =∠E ,∠E =∠C ,∴∠BAE =∠C.又∵∠EAD =∠BAE +∠BAD ,∠EDA =∠C +∠DAC ,∴∠EAD =∠EDA.∴AE =DE.∴AC =DE =BE +BD =AB +BD.(第5题)(第6题)6.证明:如图,在AB 上截取AE ,使AE =AC ,连接PE.∵AD 是∠BAC 的平分线,∴∠BAD =∠CAD.在△AEP 和△ACP 中,⎩⎨⎧AE =AC ,∠BAD =∠CAD ,AP =AP ,∴△AEP ≌△ACP(S .A .S .),∴PE =PC.在△PBE 中,BE >PB -PE ,∴AB -AC >PB -PC.专训二1.证明:如图,过点B 作BG ⊥BC 交CF 的延长线于点G.∵∠ACB =90°,∴∠2+∠ACF =90°.∵CE ⊥AD ,∴∠AEC =90°,∴∠1+∠ACF =180°-∠AEC =180°-90°=90°.∴∠1=∠2.在△ACD 和△CBG 中,⎩⎨⎧∠1=∠2,AC =CB ,∠ACD =∠CBG =90°,∴△ACD ≌△CBG(A .S .A .).∴∠ADC =∠G ,CD =BG.∵点D 为BC 的中点,∴CD =BD.∴BD =BG.又∵∠DBG =90°,∠DBF =45°,∴∠GBF =∠DBG -∠DBF =90°-45°=45°.∴∠DBF =∠GBF.在△BDF 和△BGF 中,⎩⎨⎧BD =BG ,∠DBF =∠GBF ,BF =BF ,∴△BDF ≌△BGF(S .A .S .).∴∠BDF =∠G.∴∠ADC =∠BDF.点拨:本题运用了构造基本图形法,通过作辅助线构造△CBG 、△BGF 是解题的关键.(第1题)(第2题)2.证明:如图,延长AD 交BC 于点F.(相当于将AB 边向下翻折,与BC 边重合,A 点落在F 点处,折痕为BE)∵BE 平分∠ABC ,∴∠ABE =∠CBE.∵BD ⊥AD ,∴∠ADB =∠BDF =90°.在△ABD 和△FBD 中,⎩⎨⎧∠ABD =∠FBD ,BD =BD ,∠ADB =∠FDB =90°,∴△ABD ≌△FBD(A .S .A .).∴∠2=∠DFB.又∵∠DFB =∠1+∠C ,∴∠2=∠1+∠C.(第3题)3.解:如图,延长CB 到点H ,使得BH =DF ,连接AH.∵∠ABE =90°,∠D =90°,∴∠ABH =∠D =90°.在△ABH 和△ADF 中,⎩⎨⎧AB =AD ,∠ABH =∠D =90°,BH =DF ,∴△ABH ≌△ADF.∴AH =AF ,∠BAH =∠DAF.∴∠BAH +∠BAF =∠DAF +∠BAF ,即∠HAF =∠BAD =90°. ∵BE +DF =EF ,∴BE +BH =EF ,即HE =EF.在△AEH 和△AEF 中,⎩⎨⎧AH =AF ,AE =AE ,EH =EF ,∴△AEH ≌△AEF.∴∠EAH =∠EAF.∴∠EAF =12∠HAF =45°.点拨:图中所作辅助线,相当于将△ADF 绕点A 顺时针旋转90°,使AD 边与AB 边重合,得到△ABH.4.证明:过点O 作OD ∥BC 交AB 于点D ,∴∠ADO =∠ABC. ∵∠BAC =60°,∠C =40°,∴∠ABC =80°.∴∠ADO =80°.∵BQ 平分∠ABC ,∴∠QBC =40°.∴∠AQB =∠C +∠QBC =80°.∴∠ADO =∠AQB.易知∠DAO =∠QAO ,OA =OA ,∴△ADO ≌△AQO.∴OD =OQ ,AD =AQ.∵OD ∥BP ,∴∠PBO =∠DOB ,又∵∠PBO =∠DBO ,∴∠DBO =∠DOB.∴BD =OD.∴BD =OQ.∵∠BAC =60°,∠ABC =80°,BQ 平分∠ABC ,AP 平分∠BAC , ∴∠BAP =30°,∠ABQ =40°,∴∠BOP =70°.∵∠BAP =30°,∠ABC =80°,∴∠APB =70°.∴∠BOP =∠APB ,∴BO =BP.∴AB +BP =AD +DB +BP =AQ +OQ +BO =BQ +AQ.5.解:在DC 上截取DE =BD ,连接AE ,∵AD ⊥BC ,BD =DE ,∴AD 是线段BE 的垂直平分线,∴AB =AE ,∠B =∠AEB.∵AB +BD =CD ,DE =BD ,∴AB +DE =CD.而CD =DE +EC ,∴AB =EC ,∴AE =EC.故设∠EAC =∠C =x ,∵∠AEB 为△AEC 的外角,∴∠AEB =∠EAC +∠C =2x ,∴∠B =2x ,∠BAE =180°-2x -2x =180°-4x.∵∠BAC =120°,∴∠BAE +∠EAC =120°,即180°-4x +x =120°,解得x =20°,则∠C =20°.6.证法一:用截长法,如图①所示,在BC 上截取BF =AB ,连接EF.(第6题)因为BE 平分∠ABC ,CE 平分∠BCD ,所以∠ABE =∠FBE ,∠FCE =∠DCE.在△ABE 和△FBE 中,因为⎩⎨⎧AB =FB ,∠ABE =∠FBE ,BE =BE ,所以△ABE ≌△FBE.所以∠A =∠EFB.因为AB ∥CD ,所以∠A +∠D =180°.因为∠BFE +∠EFC =180°,所以∠EFC =∠D.在△EFC 和△EDC 中,因为⎩⎨⎧∠FCE =∠DCE ,∠EFC =∠D ,EC =EC ,所以△EFC ≌△EDC.所以FC =DC.所以BC =BF +FC =AB +CD.证法二:用补短法,如图②所示,延长BE 交CD 的延长线于点G.因为AB ∥CD ,所以∠ABE =∠G.因为BE 平分∠ABC ,所以∠ABE =∠CBE.所以∠CBE =∠G.因为CE 平分∠BCD ,所以∠BCE =∠GCE.在△BEC 和△GEC 中,因为⎩⎨⎧∠CBE =∠G ,∠BCE =∠GCE ,CE =CE ,所以△BEC ≌△GEC.所以BC =GC ,BE =GE.在△ABE 和△DGE 中,因为⎩⎨⎧∠ABE =∠G ,∠AEB =∠DEG ,BE =GE ,所以△ABE ≌△DGE.所以AB =DG.所以BC =CG =GD +DC =AB +CD.专训三1.D 2.C 3.32°4.C 5.23或25 6.257.解:设等腰三角形ABC 中,AB =AC ,BD ⊥AC 于D.(1)当高与底边的夹角为25°时,高一定在△ABC 的内部,如图①,∵∠DBC =25°,∴∠C =90°-∠DBC =90°-25°=65°,∴∠ABC =∠C =65°,∠A =180°-2×65°=50°.(第7题)(2)当高与另一腰的夹角为25°时,如图②,高在△ABC 的内部时,∵∠ABD =25°,∴∠A =90°-∠ABD =65°,∴∠C =∠ABC =(180°-∠A)÷2=57.5°;如图③,高在△ABC 的外部时,∵∠ABD =25°,∴∠BAD =90°-∠ABD =90°-25°=65°,∴∠BAC=180°-65°=115°,∴∠ABC=∠C=(180°-115°)÷2=32.5°,故三角形各内角的度数为:65°,65°,50°或65°,57.5°,57.5°或115°,32.5°,32.5°.点拨:由于题目中的“另一边”没有指明是“腰”还是“底边”,因此必须进行分类讨论,另外,还要结合图形,分高在三角形内还是在三角形外.8.解:此题分两种情况:(1)如图①,AB边的垂直平分线与AC边交于点D,∠ADE=40°,则∠A=50°,∵AB=AC,∴∠B=(180°-50°)÷2=65°.(2)如图②,AB边的垂直平分线与CA的延长线交于点D,∠ADE=40°,则∠DAE=50°,∴∠BAC=130°.∵AB=AC,∴∠B=(180°-130°)÷2=25°.故∠B的大小为65°或25°.(第8题)9.解:∵BD为AC边上的中线,∴AD=CD.(1)当(AB+AD)-(BC+CD)=3 cm时,则AB-BC=3 cm,∵BC=5 cm,∴AB=8 cm;(2)当(BC+CD)-(AB+AD)=3 cm时,则BC-AB=3 cm,∵BC=5 cm,∴AB=2 cm;但是当AB=2 cm时,三边长为2 cm,2 cm,5 cm,而2+2<5,不符合三角形三边关系,故舍去,故腰长为8 cm.10.B11.解:(1)当点D,E在点A的同侧,且都在BA的延长线上时,如图①,(第11题)∵BE=BC,∴∠BEC=(180°-∠ABC)÷2,∵AD=AC,∴∠ADC=(180°-∠DAC)÷2=∠BAC÷2,∵∠DCE=∠BEC-∠ADC,∴∠DCE=(180°-∠ABC)÷2-∠BAC÷2=(180°-∠ABC-∠BAC)÷2=∠ACB÷2=40°÷2=20°.(2)当点D,E在点A的同侧,且点D在D′的位置,点E在E′的位置时,如图②,与(1)类似地可以求得∠D′CE′=∠ACB÷2=20°.(3)当点D,E在点A的两侧,且点E在E′的位置时,如图③,∵BE′=BC,∴∠BE′C=(180°-∠CBE′)÷2=∠ABC÷2,∵AD=AC,∴∠ADC=(180°-∠DAC)÷2=∠BAC÷2,又∵∠DCE′=180°-(∠BE′C+∠ADC),∴∠DCE′=180°-(∠ABC+∠BAC)÷2=180°-(180°-∠ACB)÷2=90°+∠ACB÷2=90°+40°÷2=110°.(4)当点D,E在点A的两侧,且点D在D′的位置时,如图④,∵AD′=AC,∴∠AD′C=(180°-∠BAC)÷2,∵BE=BC,∴∠BEC=(180°-∠ABC)÷2,∴∠D′CE=180°-(∠D′EC+∠ED′C)=180°-(∠BEC+∠AD′C)=180°-[(180°-∠ABC)÷2+(180°-∠BAC)÷2]=(∠BAC+∠ABC)÷2=(180°-∠ACB)÷2=(180°-40°)÷2=70°.综上所述,∠DCE的度数为20°或110°或70°.专训四1.C 2.C 3.A 4.C5.证明:∵AM=2MB,AN=2NC,∴AM=23AB,AN=23AC.又∵AB=AC,∴AM=AN.∵AD平分∠BAC,∴∠MAD=∠NAD.又∵AD=AD,∴△AMD≌△AND(S.A.S.).∴DM=DN.6.D7.38.15 cm9.证明:∵AD∥BC,∴∠DBC=∠ADB.又∵BD平分∠ABC,∴∠ABD=∠DBC,∴∠ABD=∠ADB,∴AB =AD.10.C 11.D 12.D(第13题)13.解:∠1与∠2互补.理由:作CF ⊥AN 于F(如图),∵AC 平分∠MAN ,∴∠3=∠4,又∵CE ⊥AM ,CF ⊥AN ,∴CF =CE ,∠CFA =∠CEA =90°,∴Rt △ACF ≌Rt △ACE ,∴AF =AE.∵AE =12(AD +AB)=12(AF -DF +AE +BE)=AE +12(BE -DF),∴BE -DF =0,∴BE =DF ,又CE =CF ,∠CEB =∠CFD ,∴△DFC ≌△BEC(S .A .S .),∴∠5=∠2,∵∠1+∠5=180°,∴∠1+∠2=180°.即∠1与∠2互补.14.70°或40° 点拨:本题运用了分类讨论思想,将已知条件外角等于110°分为底角处的外角和顶角处的外角两种情况进行讨论,解题时要防止漏解.15.A 点拨:∵2a -3b +5+(2a +3b -13)2=0,∴⎩⎨⎧2a -3b +5=0,2a +3b -13=0,解得⎩⎨⎧a =2,b =3. 当a 为底边长时,三角形的三边长为2,3,3,则周长为8;当b 为底边长时,三角形的三边长为2,2,3,则周长为7.综上所述,此等腰三角形的周长为7或8.16.解:设∠ABD 的度数为x.∵AD =DE =EB ,∴∠A =∠AED =2∠ABD =2x.∵BC =BD ,∴∠C =∠BDC =∠ABD +∠A =3x.∵AB =AC ,∴∠ABC =∠C =3x.∴∠A +∠C +∠ABC =8x =180°.∴x =22.5°.∴∠A =2x =45°.17.证明:如图,延长BE 交AC 于F.∵AD 是∠BAC 的平分线,∴∠BAE =∠FAE.(第17题)在△ABE 和△AFE 中,⎩⎨⎧∠BAE =∠FAE ,AE =AE ,∠AEB =∠AEF =90°,∴△ABE ≌△AFE(A .S .A .).∴∠ABF =∠AFB ,BE =FE ,AB =AF.∴BE =12BF.∠ABC =∠ABF +∠FBC=∠AFB +∠FBC =∠C +∠FBC +∠FBC =∠C +2∠FBC ,又∵∠ABC =3∠C ,∴3∠C =∠C +2∠FBC.∴∠C =∠FBC.∴BF =CF.∴BE =12CF.∵CF =AC -AF =AC -AB ,∴BE =12(AC -AB).点拨:本题运用了转化思想,通过添加辅助线构造等腰三角形,然后利用等腰三角形的性质将AC 与AB 的差转化为AC 与AF 的差是解题的关键.。

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