专题15 角含半角模型破题策略1． 等腰直角三角形角含半角如图，在△ABC 中，AB ＝AC ，∠BAC ＝90°，点D ，E 在BC 上且∠DAE ＝45° （1） △BAE ∽△ADE ∽△CDA（2）BD 2＋CE 2＝DE 2．45°EA BCD证明（1）易得∠ADC ＝∠B ＋∠BAD ＝∠EAB ， 所以△BAE ∽△ADE ∽△CD A ．（2）方法一（旋转法）：如图1，将△ABD 绕点A 逆时针旋转90°得到△ACF ，连结EF ．45°FEA BCD则∠EAF ＝∠EAD ＝45°，AF ＝AD ， 所以△ADE ∽△FAE （ SAS ）． 所以DE ＝ EF ．而CF ＝BD ，∠FCE ＝∠FCA ＋∠ACE ＝90°，所以BD 2＋ CE 2＝CF 2＋CE 2＝EF 2＝DE 2．方法二（翻折法）：如图2，作点B 关于AD 的对称点F ，连结AF ，DF ，EF ．45°EA BCD因为∠BAD ＋∠EAC ＝∠DAF ＋∠EAF ， 又因为∠BAD ＝∠DAF ，则∠FAE ＝∠CAE ，AF ＝AB ＝AC ， 所以△FAE ∽△CAE （SAS ）． 所以EF ＝ E C ．而DF ＝BD ， ∠DFE ＝∠AFD ＋ ∠AFE ＝90°，所以BD 2＋ EC 2＝ FD 2＋ EF 2＝ DE 2． 【拓展】①如图，在△ ABC 中，AB ＝AC ，∠BAC ＝90°，点D 在BC 上，点E 在BC 的延长线上，且∠DAE ＝45°，则BD 2＋CE 2＝DE 2．ED可以通过旋转、翻折的方法来证明，如图：EADFEAD②将等腰直角三角形变成任意的等腰三角形：如图，在△ABC 中，AB ＝AC ，点D ，E 在BC 上，且∠DAE ＝12∠BAC ，则以BD ，DE ，EC 为三边长的三角形有一个内角度数为180°－∠BA C ．B可以通过旋转、翻折的方法将BD ，DE ，EC 转移到一个三角形中，如图：BCEBD2． 正方形角含半角如图1，在正方形ABCD 中，点E ，F 分别在边BC ，CD 上，∠EAF ＝45°，连结EF ，则：45°图1ABCD E图2GF E A B 45°图3H F EABDC（1）EF ＝BE ＋DF;（2）如图2，过点A 作AG ⊥EF 于点G ，则AG ＝AD ;（3）如图3，连结BD 交AE 于点H ，连结FH ． 则FH ⊥AE ．（1）如图4，将△ABE 绕点A 逆时针旋转90°得到△ADI 证明．图4IEAB D则∠IAF ＝∠EAF ＝45°，AI ＝AE ， 所以△AEF ∽△AIF （SAS ），所以EF ＝IF ＝DI ＋DF ＝BE ＋DF ．（2）因为△AEF ∽△AIF ，AG ⊥EF ，AD ⊥IF ， 所以AG ＝A D ．（3）由∠HAF ＝∠HDF ＝45°可得A ，D ，F ，H 四点共圆， 从而∠AHF ＝180°－∠ADF ＝90°， 即FH ⊥AE ．【拓展】①如图，在正方形ABCD 中，点E ，F 分别在边CB ，DC 的延长线上，∠EAF ＝45°，连结EF ，则EF ＝DF －BE ．F BC E可以通过旋转的方法来证明.如图:EBA②如图，在一组邻边相等、对角互补的四边形ABCD 中，AB =AD ，∠BAD +∠C =180 °，点E ，F 分别在BC 、CD 上，∠EAF =12∠BAD ，连结EF ，则EF=BE+DF. ADCE可以通过旋转的方法来证明.如图:AFDCE G例题讲解例1 如图1，点E 、F 分别在正方形ABCD 的边BC 、CD 上，∠EAF ＝45°.（1） 试判断BE 、EF 、FD 之间的数量关系.（2） 如图2，在四边形ABCD 中，∠BAD ≠90°，AB ＝AD ．∠B ＋∠D ＝180°，点E 、F 分别在BC 、CD 上，则当∠EAF 与∠BAD 满足 关系时，仍有EF ＝BE ＋FD .（3）如图3．在某公园的同一水平面上，四条通道围成四边形ABCD .已知AB ＝AD ＝80m ，∠B ＝60°，∠ADC ＝120°，∠BAD ＝150°，道路BC ，CD 上分别有景点 E ，F ，且AE ⊥AD ．DF ＝40（3－1）m ．现要在E 、F 之间修一条笔直的道路，求这条道路EF 的长．（结果取整数，参考数据：2＝1.41，3＝1.73）图1FA D CBE图2AD CF图3FCA EBD解： （1）由“正方形内含半角模型”可得EF ＝BE ＋FD ． （2）∠BAD ＝2∠EAF ，理由如下：如图4，延长CD 至点G ，使得DG ＝BE ．连结AG. 易证△ABE ≌△ADG （SAS ）. 所以AE ＝AG ，即EF ＝BE ＋DF ＝DG ＋DF ＝GF . 从而证得△AEF ≌△AGF （ SSS ）．所以∠EAF ＝∠GAF ＝12∠EAG ＝12∠BAD . 图4AD F图5HFCGA BED（3）如图5，将△ABE 绕点A 逆时针旋转1 50°至△ADG ．连结AF ．由题意可得∠BAE ＝60°所以△ABE 和△ADG 均为等腰直角三角形. 过点A 作 AH ⊥DG 于点H ．则DH ＝12AD ＝40m ，AH ＝32 AD ＝3 m.而DF ＝4031）m. 所以∠EAF ＝∠GAF ＝45°.可得△EAF ≌△GAF （SAS ）．所以EF ＝GF ＝80m+403l ）m ≈109. 2m.例2如图，正方形ABCD 的边长为a ，BM 、DN 分别平分正方形的两个外角，且满足∠MA N ＝45°．连结MC 、NC 、MN ．（1）与△ABM 相似的三角形是 ，BM g DN ＝ （用含有a 的代数式表示）； （2）求∠MCN 的度数；（3）请你猜想线段BM 、DN 和MN 之间的等量关系，并证明你的结论. NAC B解：（1）△NDA ，2a . （2）由（1）可得BM ABAD ND=， 所以BM DCBC DN=． 易证∠CBM ＝∠NDC ＝45°， 所以△BCM ∽△DNC ． 则∠BCM ＝∠DNC ，所以∠MCN =360°一∠BCD 一∠BCM 一∠DCN ＝270°－ （∠DNC +∠DCN ） ＝270°－（180°－∠DNC ） ＝135°．（3） 222BM DN MN +=，证明如下：如图，将△ADN 绕点A 顺时针旋转90°，得到△ABE ，连结EM. 易得AE ＝AN . ∠MAE ＝∠MAN ＝45°，∠EBM ＝90°， 所以△A ME ≌△AMN .（SAS ）. 则ME ＝MN ．在Rt △BME 中，222BM BE EM += 所以222BM DN EM +=.ENBC AM倒3 如图，在四边形ABCD 中，AD ∥BC ，∠BCD ＝90°，AB ＝BC ＋AD ，∠DAC ＝45°，E 为CD 上一点，且∠BAE ＝45°.若CD ＝4，求△ABE 的面积.图1BADCE解：如图1．过点A 作CB 的垂线，交CB 的延长线于点F .由∠DAC =45°，∠ADC ＝90°，可得AD ＝CD.所以四边形ADCF 为正方形. 从而AF ＝ FC ＝4．令BC ＝m ，则AB ＝4＋m ，BF ＝4－m ．在Rt △AFB 中，有16＋（4－m ）2一（4＋m ）2所以AB ＝5，BF ＝3．如图2．将△ADE 绕点A 逆时针旋转90°至△AFG. 易证△AGH ≌△AEB ．令DE ＝n ，则CE ＝4 －n ，BE ＝BG ＝3＋n在Rt △BCE 中，有1+（4－n ）2＝（3＋n ）2，解得n ＝47. 所以BG ＝257. 从而15027ABE ABG S S AF BG ∆∆===g . 图2FADCEG进阶训练1.如图，等边△ABC 的边长为1，D 是△ABC 外一点且∠BDC ＝120°，BD ＝CD ，∠MDN ＝60°，求△AMN 的周长．NDABCM△AMN 的周长是2【提示】如图，延长AC 至点E ，使得CE ＝BM ，连结DE .先证△BMD ≌△CED ，再证△MDN ≌△EDN 即可.ENC BM2．如图，在正方形ABCD 中，连结BD ，E 、F 是边BC ，CD 上的点，△CEF 的周长是正方形ABCD 周长的一半，AE 、AF 分别与BD 交于M 、N ，试判断线段BM 、DN 和MN 之间的数量关系，并证明．NMCDFE BA解：BM 2＋DN 2＝MN 2．【提示】由△CEF 周长是正方形ABCD 周长的一半，想到“正方形角含半角”，从而旋转构造辅助线解决问题（如图1），证△AEF ≌△AGF ，得∠MAN ＝12∠BAD ＝4，然后，再由“等腰直角三角形含半角”（如图2）即可证得．H G G图2图1AFDM NNMDFA3．如图，在△ABC 中，∠ACB ＝90°，点D 在边AB 上，DE ⊥BC 于点E ，且DE ＝BC ，点F 在边AC 上，连结BF 交DE 于点G ，若∠DBF ＝45°，DG ＝275，BE ＝3，求CF 的长． G F EDCBA解：CF ＝125． 【提示】如图，将DE 向左平移至BH ，连结HD 并延长交AC 于点I ，则四边形HBCI 为正方形．将△BHD 绕点B 顺时针旋转90°至△BCJ ，则点J 在AC 的延长线上．连结DF ，由“正方形角含半角模型”可得DF ＝DH ＋CF ，∠DFB ＝∠JFB ＝∠DGF ，所以DF ＝DG ，从而求得CF 的长．JIHABC DEF G。