三角形的全等和等腰三角形的性質(zhì):
1.復(fù)習(xí)全等三角形的判定定理及相關(guān)性質(zhì);
2.理解并掌握等腰三角形的性質(zhì)定理及推論,能夠運(yùn)用其解決簡單的幾何問題.(重點(diǎn),難點(diǎn))
例1.如圖,△ABC≌△CDA,并且AB=CD,那么下列結(jié)論錯(cuò)誤的是( )
A.∠1=∠2 B.AC=CA C.∠D=∠B D.AC=BC
解析:由△ABC≌△CDA,并且AB=CD,AC和CA是公共邊,可知∠1和∠2,∠D和∠B是對(duì)應(yīng)角.全等三角形的對(duì)應(yīng)角相等,對(duì)應(yīng)邊相等,因而前三個(gè)選項(xiàng)一定正確.AC和BC不是對(duì)應(yīng)邊,不一定相等.∵△ABC≌△CDA,AB=CD,∴∠1和∠2,∠D和∠B是對(duì)應(yīng)角,∴∠1=∠2,∠D=∠B,∴AC和CA是對(duì)應(yīng)邊,而不是BC,∴A、B、C正確,錯(cuò)誤的結(jié)論是D.故選D.
方法總結(jié):本題主要考查了全等三角形的性質(zhì);根據(jù)已知條件正確確定對(duì)應(yīng)邊、對(duì)應(yīng)角是解決本題的關(guān)鍵.
例2.如圖,AB=AC=AD,若∠BAD=80°,則∠BCD=( )
A.80° B.100° C.140° D.160°
解析:先根據(jù)已知和四邊形的內(nèi)角和為360°,可求∠B+∠BCD+∠D的度數(shù),再根據(jù)等腰三角形的性質(zhì)可得∠B=∠ACB,∠ACD=∠D,從而得到∠BCD的值.∵∠BAD=80°,∴∠B+∠BCD+∠D=280°.∵AB=AC=AD,∴∠B=∠ACB,∠ACD=∠D,∴∠BCD=280°÷2=140°,故選C.
方法總結(jié):求角的度數(shù)時(shí),①在等腰三角形中,一定要考慮三角形內(nèi)角和定理;②有平行線時(shí),要考慮平行線的性質(zhì):兩直線平行,同位角相等,內(nèi)錯(cuò)角相等,同旁內(nèi)角互補(bǔ);③兩條相交直線中,對(duì)頂角相等,互為鄰補(bǔ)角的兩角之和等于180°.
例3.如圖,在△ABC中,已知AB=AC,∠BAC和∠ACB的平分線相交于點(diǎn)D,∠ADC=125°.求∠ACB和∠BAC的度數(shù)。
解析:根據(jù)等腰三角形三線合一的性質(zhì)可得AE⊥BC,再求出∠CDE,然后根據(jù)直角三角形兩銳角互余求出∠DCE,根據(jù)角平分線的定義求出∠ACB,再根據(jù)等腰三角形兩底角相等列式進(jìn)行計(jì)算即可求出∠BAC.
解:∵AB=AC,AE平分∠BAC,
∴AE⊥BC.∵∠ADC=125°,
∴∠CDE=55°,
∴∠DCE=90°-∠CDE=35°.
又∵CD平分∠ACB,
∴∠ACB=2∠DCE=70°.
又∵AB=AC,
∴∠B=∠ACB=70°,
∴∠BAC=180-(∠B+∠ACB)=40°.
方法總結(jié):利用等腰三角形“三線合一”的性質(zhì)進(jìn)行計(jì)算,有兩種類型:一是求邊長,求邊長時(shí)應(yīng)利用等腰三角形的底邊上的中線與其他兩線互相重合;二是求角度的大小,求角度時(shí),應(yīng)利用等腰三角形的頂角的平分線或底邊上的高與其他兩線互相重合.
例4.如圖,△ABC中,AB=AC,D為AC上任意一點(diǎn),延長BA到E使得AE=AD,連接DE,求證:DE⊥BC.
等邊三角形的性質(zhì):
1.進(jìn)一步學(xué)習(xí)等腰三角形的相關(guān)性質(zhì),了解等腰三角形兩底角的角平分線(兩腰上的高,中線)的性質(zhì);
2.學(xué)習(xí)等邊三角形的性質(zhì),并能夠運(yùn)用其解決問題.(重點(diǎn)、難點(diǎn))
例1.如圖,△ABC是等邊三角形,E是AC上一點(diǎn),D是BC延長線上一點(diǎn),連接BE,DE.若∠ABE=40°,BE=DE,求∠CED的度數(shù).
解析:因?yàn)椤鰽BC三個(gè)內(nèi)角為60°,∠ABE=40°,求出∠EBC的度數(shù),因?yàn)锽E=DE,所以得到∠EBC=∠D,求出∠D的度數(shù),利用外角性質(zhì)即可求出∠CED的度數(shù).
解:∵△ABC是等邊三角形,
∴∠ABC=∠ACB=60°,
∵∠ABE=40°,
∴∠EBC=∠ABC-∠ABE=60°-40°=20°.
∵BE=DE,
∴∠D=∠EBC=20°,
∴∠CED=∠ACB-∠D=40°.
方法總結(jié):等邊三角形是特殊的三角形,它的三個(gè)內(nèi)角都是60°,這個(gè)性質(zhì)常常應(yīng)用在求三角形角度的問題上,所以必須熟練掌握.
例2.△ABC為正三角形,點(diǎn)M是邊BC上任意一點(diǎn),點(diǎn)N是邊CA上任意一點(diǎn),且BM=CN,BN與AM相交于Q點(diǎn),求∠BQM的度數(shù).
解析:先根據(jù)已知條件利用SAS判定△ABM≌△BCN,再根據(jù)全等三角形的性質(zhì)求得∠AQN=∠ABC=60°.
方法總結(jié):等邊三角形與全等三角形的綜合運(yùn)用,一般是利用等邊三角形的性質(zhì)探究三角形全等.
等腰三角形的判定與反證法:
1.掌握等腰三角形的判定定理并學(xué)會(huì)運(yùn)用;(重點(diǎn))
2.理解并掌握反證法的思想,能夠運(yùn)用反證法進(jìn)行證明.
例1.如圖,在△ABC中,∠ACB=90°,CD是AB邊上的高,AE是∠BAC的角平分線,AE與CD交于點(diǎn)F,求證:△CEF是等腰三角形.
解析:根據(jù)直角三角形兩銳角互余求得∠ABE=∠ACD,然后根據(jù)三角形外角的性質(zhì)求得∠CEF=∠CFE,根據(jù)等角對(duì)等邊求得CE=CF,從而求得△CEF是等腰三角形.
解:∵在△ABC中,∠ACB=90°,
∴∠B+∠BAC=90°.
∵CD是AB邊上的高,
∴∠ACD+∠BAC=90°,
∴∠B=∠ACD.∵AE是∠BAC的角平分線,
∴∠BAE=∠EAC,
∴∠B+∠BAE=∠AEC,∠ACD+∠EAC=∠CFE,即∠CEF=∠CFE,
∴CE=CF,
∴△CEF是等腰三角形.
方法總結(jié):“等角對(duì)等邊”是判定等腰三角形的重要依據(jù),是先有角相等再有邊相等,只限于在同一個(gè)三角形中,若在兩個(gè)不同的三角形中,此結(jié)論不一定成立.
例2.如圖,在△ABC中,AB=AC,點(diǎn)D、E、F分別在AB、BC、AC邊上,且BE=CF,BD=CE.
(1)求證:△DEF是等腰三角形;
(2)當(dāng)∠A=50°時(shí),求∠DEF的度數(shù).
解析:(1)根據(jù)等邊對(duì)等角可得∠B=∠C,利用“邊角邊”證明△BDE和△CEF全等,根據(jù)全等三角形對(duì)應(yīng)邊相等可得DE=EF,再根據(jù)等腰三角形的定義證明即可;(2)根據(jù)全等三角形對(duì)應(yīng)角相等可得∠BDE=∠CEF,然后求出∠BED+∠CEF=∠BED+∠BDE,再利用三角形的內(nèi)角和定理和平角的定義求出∠B=∠DEF.
方法總結(jié):等腰三角形提供了好多相等的線段和相等的角,判定三角形是等腰三角形是證明線段相等、角相等的重要手段.
例3.求證:△ABC中不能有兩個(gè)鈍角.
解析:用反證法證明,假設(shè)△ABC中能有兩個(gè)鈍角,得出的結(jié)論與三角形的內(nèi)角和定理相矛盾,所以原命題正確.
證明:假設(shè)△ABC中能有兩個(gè)鈍角,即∠A<90°,∠B>90°,∠C>90°,
所以∠A+∠B+∠C>180°,與三角形的內(nèi)角和為180°矛盾,所以假設(shè)不成立,因此原命題正確,即△ABC中不能有兩個(gè)鈍角.
方法總結(jié):本題結(jié)合三角形內(nèi)角和定理考查反證法,解此題關(guān)鍵要懂得反證法的意義及步驟.反證法的步驟是:(1)假設(shè)結(jié)論不成立;(2)從假設(shè)出發(fā)推出矛盾;(3)假設(shè)不成立,則結(jié)論成立.在假設(shè)結(jié)論不成立時(shí)要注意考慮結(jié)論的反面所有可能的情況.如果只有一種,那么否定一種就可以了,如果有多種情況,則必須一一否定.
等邊三角形的判定:
1.學(xué)習(xí)并掌握等邊三角形的判定方法,能夠運(yùn)用等邊三角形的性質(zhì)和判定解決問題;(重點(diǎn)、難點(diǎn))
例1.已知a,b,c是△ABC的三邊,且滿足關(guān)系式a2+c2=2ab+2bc-2b2,試說明△ABC是等邊三角形.
解析:把已知的關(guān)系式化為兩個(gè)完全平方的和等于0的形式求解.
解:移項(xiàng)得a2+c2-2ab-2bc+2b2=0,
∴a2+b2-2ab+c2-2bc+b2=0,
∴(a-b)2+(b-c)2=0,
∴a-b=0且b-c=0,即a=b且b=c,
∴a=b=c.
故△ABC是等邊三角形.
方法總結(jié):(1)幾個(gè)非負(fù)數(shù)的和為零,那么每一個(gè)非負(fù)數(shù)都等于零;(2)有兩邊相等的三角形是等腰三角形,三邊都相等的三角形是等邊三角形,等邊三角形是特殊的等腰三角形.
例2.如圖,在等邊△ABC中,∠ABC與∠ACB的平分線相交于點(diǎn)O,且OD∥AB,OE∥AC.試判定△ODE的形狀,并說明你的理由.
解析:根據(jù)平行線的性質(zhì)及等邊三角形的性質(zhì)可得∠ODE=∠OED=60°,再根據(jù)三角形內(nèi)角和定理得∠DOE=60°,從而可得△ODE是等邊三角形.
解:△ODE是等邊三角形,
理由如下:
∵△ABC是等邊三角形,
∴∠ABC=∠ACB=60°.
∵OD∥AB,OE∥AC,
∴∠ODE=∠ABC=60°,∠OED=∠ACB=60°.
∴∠DOE=180°-∠ODE-∠OED=180°-60°-60°=60°.
∴∠DOE=∠ODE=∠OED=60°.
∴△ODE是等邊三角形.
方法總結(jié):證明一個(gè)三角形是等邊三角形時(shí),如果較易求出角的度數(shù),那么就可以分別求出這個(gè)三角形的三個(gè)角都等于60°,從而判定這個(gè)三角形是等邊三角形.
例3. 如圖,在△EBD中,EB=ED,點(diǎn)C在BD上,CE=CD,BE⊥CE,A是CE延長線上一點(diǎn),AB=BC.試判斷△ABC的形狀,并證明你的結(jié)論.
解析:由于EB=ED,CE=CD,根據(jù)等邊對(duì)等角及三角形外角性質(zhì),可求得∠CBE=1/2∠ECB.再由BE⊥CE,根據(jù)三角形內(nèi)角和定理,可求得∠ECB=60°.又∵AB=BC,從而得出△ABC是等邊三角形.
解:△ABC是等邊三角形.
理由如下:
∵CE=CD,
∴∠CED=∠D.
又∵∠ECB=∠CED+∠D.
∴∠ECB=2∠D.
∵BE=DE,
∴∠CBE=∠D.
∴∠ECB=2∠CBE.
∴∠CBE=1/2∠ECB.
∵BE⊥CE,
∴∠CEB=90°.
又∵∠ECB+∠CBE+∠CEB=180°,
∴∠ECB+1/2∠ECB+90°=180°,
∴∠ECB=60°.
又∵AB=BC,
∴△ABC是等邊三角形.
方法總結(jié):(1)已知一個(gè)三角形中兩邊相等,要證明這個(gè)三角形是等邊三角形,有兩種思考方法:①證明另一邊也與這兩邊相等;②證明這個(gè)三角形中有一個(gè)角等于60°.(2)已知一個(gè)三角形中有一個(gè)角等于60°,要證明這個(gè)三角形是等邊三角形,有兩種思考方法:①證明另外兩個(gè)角也等于60°;②證明這個(gè)三角形中有兩邊相等.
直角三角形的性質(zhì)與判定:
1.復(fù)習(xí)直角三角形的相關(guān)知識(shí),歸納并掌握直角三角形的性質(zhì)和判定;
2.學(xué)習(xí)并掌握勾股定理及其逆定理,能夠運(yùn)用其解決問題.(重點(diǎn),難點(diǎn))
例1.具備下列條件的△ABC中,不是直角三角形的是( )
A.∠A+∠B=∠C
B.∠A-∠B=∠C
C.∠A∶∠B∶∠C=1∶2∶3
D.∠A=∠B=3∠C
解析:由直角三角形內(nèi)角和為180°求得三角形的每一個(gè)角的度數(shù),再判斷其形狀.A中∠A+∠B=∠C,即2∠C=180°,∠C=90°,為直角三角形,同理,B,C中均為直角三角形,D選項(xiàng)中∠A=∠B=3∠C,即7∠C=180°,三個(gè)角沒有90°角,故不是直角三角形.故選D.
方法總結(jié):在判定一個(gè)三角形是否為直角三角形時(shí)要注意直角三角形中有一個(gè)內(nèi)角為90°.
例2.如圖,在正方形ABCD中,AE=EB,AF=1/4AD,求證:CE⊥EF.
證明:連接CF,設(shè)正方形的邊長為4.
∵四邊形ABCD為正方形,
∴AB=BC=CD=DA=4,
∵點(diǎn)E為AB中點(diǎn),AF=1/4AD,
∴AE=BE=2,AF=1,DF=3.
由勾股定理得EF2=12+22=5,EC2=22+42=20,F(xiàn)C2=42+32=25.∵EF2+EC2=FC2,∴△CFE是直角三角形,
∴∠FEC=90°,即EF⊥CE.
方法總結(jié):利用勾股定理的逆定理可以判斷一個(gè)三角形是否為直角三角形,所以此定理也是判定垂直關(guān)系的一個(gè)主要方法.
例3.如圖,在四邊形ABCD中,∠B=90°,AB=8,BC=6,CD=24,AD=26,求四邊形ABCD的面積.
解析:連接AC,根據(jù)已知條件運(yùn)用勾股定理的逆定理可證△ACD為直角三角形,然后代入三角形面積公式將△ABC和△ACD這兩個(gè)直角三角形的面積求出,兩者面積相加即為四邊形ABCD的面積.
方法總結(jié):此題將求四邊形面積的問題轉(zhuǎn)化為求兩個(gè)直角三角形面積和的問題,既考查了對(duì)勾股定理逆定理的掌握情況,又體現(xiàn)了轉(zhuǎn)化思想在解題時(shí)的應(yīng)用.
直角三角形全等的判定:
1.理解并掌握三角形全等的判定方法——“斜邊、直角邊”;(重點(diǎn))
2.經(jīng)歷探究“斜邊、直角邊”判定方法的過程,能運(yùn)用“斜邊、直角邊”判定方法解決有關(guān)問題.(難點(diǎn))
例1.如圖,已知AD,AF分別是兩個(gè)鈍角△ABC和△ABE的高,如果AD=AF,AC=AE.求證:BC=BE.
解析:根據(jù)“HL”證Rt△ADC≌Rt△AFE,得CD=EF,再根據(jù)“HL”證Rt△ABD≌Rt△ABF,得BD=BF,最后證明BC=BE.
證明:∵AD,AF分別是兩個(gè)鈍角△ABC和△ABE的高,且AD=AF,AC=AE,∴Rt△ADC≌Rt△AFE(HL).
∴CD=EF.∵AD=AF,AB=AB,
∴Rt△ABD≌Rt△ABF(HL).
∴BD=BF.
∴BD-CD=BF-EF.
即BC=BE.
方法總結(jié):證明線段相等可通過證明三角形全等解決.直角三角形的判定方法最多,使用時(shí)應(yīng)該抓住“直角”這個(gè)隱含的已知條件.
例2.如圖,在直角三角形ABC中,∠C=90°,AC=20,BC=10,PQ=AB.P,Q兩點(diǎn)分別在線段AC和過點(diǎn)A且垂直于AC的射線AM上運(yùn)動(dòng),且點(diǎn)P不與點(diǎn)A,C重合.那么當(dāng)點(diǎn)P運(yùn)動(dòng)到什么位置時(shí),才能使△ABC與△APQ全等?
解析:本題要分情況討論:①Rt△APQ≌Rt△CBA,此時(shí)AP=BC=10,可據(jù)此求出P點(diǎn)的位置.②Rt△QAP≌Rt△BCA,此時(shí)AP=AC,P、C重合,不合題意.
解:根據(jù)三角形全等的判定方法HL可知:
①當(dāng)P運(yùn)動(dòng)到AP=BC時(shí),
∵∠C=∠QAP=90°,
∴在Rt△ABC與Rt△QPA中,AP=BC,PQ=AB,
∴Rt△ABC≌Rt△QPA(HL),即AP=BC=10;
②當(dāng)P運(yùn)動(dòng)到與C點(diǎn)重合時(shí),AP=AC,不合題意.
綜上所述,當(dāng)點(diǎn)P運(yùn)動(dòng)到距離點(diǎn)A為10時(shí),△ABC與△APQ全等.
方法總結(jié):判定三角形全等的關(guān)鍵是找對(duì)應(yīng)邊和對(duì)應(yīng)角,由于本題沒有說明全等三角形的對(duì)應(yīng)邊和對(duì)應(yīng)角,因此要分類討論,以免漏解.
例3.如圖,CD⊥AB于D點(diǎn),BE⊥AC于E點(diǎn),BE,CD交于O點(diǎn),且AO平分∠BAC.求證:OB=OC.
解析:已知BE⊥AC,CD⊥AB可推出∠ADC=∠BDC=∠AEB=∠CEB=90°,由AO平分∠BAC可知∠1=∠2,然后根據(jù)AAS證得△AOD≌△AOE,△BOD≌△COE,即可證得OB=OC.
溫馨提示:全等的證明方法較多,同學(xué)們好好練習(xí)~
線段的垂直平分線:
1.掌握線段垂直平分線的性質(zhì);(重點(diǎn))
2.探索并總結(jié)出線段垂直平分線的性質(zhì),能運(yùn)用其性質(zhì)解答簡單的問題.(難點(diǎn))
例1.如圖,在四邊形ABCD中,AD∥BC,E為CD的中點(diǎn),連接AE、BE,BE⊥AE,延長AE交BC的延長線于點(diǎn)F.
求證:(1)FC=AD;(2)AB=BC+AD.
解析:(1)根據(jù)AD∥BC可知∠ADC=∠ECF,再根據(jù)E是CD的中點(diǎn)可求出△ADE≌△FCE,根據(jù)全等三角形的性質(zhì)即可解答;(2)根據(jù)線段垂直平分線的性質(zhì)判斷出AB=BF即可.
證明:(1)∵AD∥BC,
∴∠ADC=∠ECF.
∵E是CD的中點(diǎn),
∴DE=EC.
又∵∠AED=∠CEF,
∴△ADE≌△FCE,
∴FC=AD.
(2)∵△ADE≌△FCE,
∴AE=EF,AD=CF.
∵BE⊥AE,
∴BE是線段AF的垂直平分線,
∴AB=BF=BC+CF.
∵AD=CF,
∴AB=BC+AD.
方法總結(jié):此題主要考查線段的垂直平分線的性質(zhì)等幾何知識(shí).線段垂直平分線上的點(diǎn)到線段兩個(gè)端點(diǎn)的距離相等,利用它可以證明線段相等.
例2.如圖所示,在△ABC中,AD平分∠BAC,DE⊥AB于點(diǎn)E,DF⊥AC于點(diǎn)F,試說明AD與EF的關(guān)系.
解析:先利用角平分線的性質(zhì)得出DE=DF,再證△AED≌△AFD,易證AD垂直平分EF.
方法總結(jié):當(dāng)一條直線上有兩點(diǎn)都在同一線段的垂直平分線上時(shí),這條直線就是該線段的垂直平分線,解題時(shí)常需利用此性質(zhì)進(jìn)行線段相等關(guān)系的轉(zhuǎn)化.
角平分線:
1.復(fù)習(xí)角平分線的相關(guān)知識(shí),探究歸納角平分線的性質(zhì)和判定定理;(重點(diǎn))
2.能夠運(yùn)用角平分線的性質(zhì)和判定定理解決問題.(難點(diǎn))
例1.如圖所示,D是△ABC外角∠ACG的平分線上的一點(diǎn).DE⊥AC,DF⊥CG,垂足分別為E,F(xiàn).求證:CE=CF.
解析:由角平分線上的性質(zhì)可得DE=DF,再利用“HL”證明Rt△CDE和Rt△CDF全等,根據(jù)全等三角形對(duì)應(yīng)邊相等證明即可.
方法總結(jié):全等三角形的判定離不開邊,而角平分線的性質(zhì)是判定線段相等的主要依據(jù),可作為判定三角形全等的條件.
例2.如圖,BE=CF,DE⊥AB的延長線于點(diǎn)E,DF⊥AC于點(diǎn)F,且DB=DC,求證:AD是∠BAC的平分線.
解析:先判定Rt△BDE和Rt△CDF全等,得出DE=DF,再由角平分線的判定可知AD是∠BAC的平分線.
方法總結(jié):證明一條射線是角平分線的方法有兩種:一是利用三角形全等證明兩角相等;二是角的內(nèi)部到角兩邊距離相等的點(diǎn)在角平分線上.
例3.如圖,△ABC的∠ABC和∠ACB的外角平分線交于點(diǎn)D.求證:AD是∠BAC的平分線.
解析:分別過點(diǎn)D作DE、DF、DG垂直于AB、BC、AC,垂足分別為E、F、G,然后利用角平分線上的點(diǎn)到角兩邊的距離相等可知DE=DG,再利用到角兩邊距離相等的點(diǎn)在角平分線上來證明.
證明:分別過D作DE、DF、DG垂直于AB、BC、AC,垂足分別為E、F、G.
∵BD平分∠CBE,DE⊥BE,DF⊥BC,
∴DE=DF.同理DG=DF,
∴DE=DG,
∴點(diǎn)D在∠BAC的平分線上,
∴AD是∠BAC的平分線.
方法總結(jié):在遇到角平分線的問題時(shí),往往過角平分線上的一點(diǎn)作角兩邊的垂線段,利用角平分線的判定或性質(zhì)解決問題.
例4.在△ABC中,點(diǎn)O是△ABC內(nèi)一點(diǎn),且點(diǎn)O到△ABC三邊的距離相等.若∠A=70°,則∠BOC的度數(shù)為( )
A.110°
B.125°
C.130°
D.140°
解析:由已知,O到三角形三邊的距離相等,所以O(shè)是內(nèi)心,即三條角平分線的交點(diǎn)AO,BO,CO都是角平分線,所以有∠CBO=∠ABO=1/2∠ABC,∠BCO=∠ACO=1/2∠ACB,∠ABC+∠ACB=180°-70°=110°,∠OBC+∠OCB=55°,∠BOC=180°-55°=125°,故選B.
方法總結(jié):由已知,O到三角形三邊的距離相等,得O是內(nèi)心,再利用三角形內(nèi)角和定理即可求出∠BOC的度數(shù).
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