「學霸系列」初中數學輔助線添加截長補短模型16~20題建議收藏

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第16題

(2014秋•海淀區校級期末)在△ABC中,AB=AC,AD,CE分別平分∠BAC和∠ACB,且AD與CE交於點M.點N在射線AD上,且NA=NC.過點N作NF⊥CE於點G,且與AC交於點F,再過點F作FH∥CE,且與AB交於點H.

(1)如圖1,當∠BAC=60°時,點M,N,G重合.

①請根據題目要求在圖1中補全圖形;

②連結EF,HM,則EF與HM的數量關係是 EF=HM ;

(2)如圖2,當∠BAC=120°時,求證:AF=EH.

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【熱門考點】全等三角形的判定與性質.

【解題思路】(1)①根據條件可補全圖形,如圖1①;②連接MF,如圖1②,要證EF=HM,由於點M,N重合,只需證到EF=HN,只需證到四邊形ENFH是矩形即可.

(2)連接FM,EF,如圖2.易證△ANC是等邊三角形,從而有AN=AC.進而可證到△AFN≌△AMC,則有AF=AM,從而得到△AMF是等邊三角形,則有AF=FM,∠AMF=60°.進而可證到四邊形FHEM是平行四邊形,則有EH=FM,即AF=EH.

【解答】解:(1)①補全圖形,如圖1①.

②連接MF,EF,如圖1②.

∵AB=AC,∠BAC=60°,

∴△ABC是等邊三角形,

∴CA=CB.

∵CE平分∠ACB,

∴CE⊥AB,即∠AEC=90°.

∵NF⊥CE,即∠FNC=90°,

∴∠AEC=∠FNC,

∴EH∥FN.

∵FH∥CE,

∴四邊形ENFH是平行四邊形.

∵∠AEC=90°,

∴平行四邊形ENFH是矩形.

∴EF=HN.

∵點M,N重合,

∴EF=HM.

故答案為:EF=HM.

(2)連接FM,如圖2.

∵AD,CE分別平分∠BAC和∠ACB,且∠BAC=120°,

∴∠BAD=∠CAD=60°,∠ACE=∠BCE.

∵AB=AC,∴AD⊥BC.

∵NG⊥EC,

∴∠MDC=∠NGM=90°,

∴∠BCE+∠DMC=90°,∠MNG+∠DMC=90°.

∴∠BCE=∠MNG.

∴∠ACE=∠MNG.

∵NA=NC,∠NAC=60°,

∴△ANC是等邊三角形,

∴AN=AC.

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【解題技巧】本題考查了黃金三角形、全等三角形的判定與性質、等邊三角形的判定與性質、矩形的判定與性質、平行四邊形的判定與性質、垂直平分線的性質、平行線分線段成比例等知識,綜合性比較強,有一定的難度.

第17題

(2019•沈北新區一模)如圖,將兩個全等的直角三角形△ABD、△ACE拼在一起(圖1).△ABD不動,

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(1)若將△ACE繞點A逆時針旋轉,連接DE,M是DE的中點,連接MB、MC(圖2),證明:MB=MC.

(2)若將圖1中的CE向上平移,∠CAE不變,連接DE,M是DE的中點,連接MB、MC(圖3),判斷並直接寫出MB、MC的數量關係.

(3)在(2)中,若∠CAE的大小改變(圖4),其他條件不變,則(2)中的MB、MC的數量關係還成立嗎?說明理由.

【熱門考點】全等三角形的判定與性質.

【解題思路】(1)連接AM,根據全等三角形的對應邊相等可得AD=AE,AB=AC,全等三角形對應角相等可得∠BAD=∠CAE,再根據等腰三角形三線合一的性質得到∠MAD=∠MAE,然後利用“邊角邊”證明△ABM和△ACM全等,根據全等三角形對應邊相等即可得證;

(2)延長DB、AE相交於E′,延長EC交AD於F,根據等腰三角形三線合一的性質得到BD=BE′,然後求出MB∥AE′,再根據兩直線平行,內錯角相等求出∠MBC=∠CAE,同理求出MC∥AD,根據兩直線平行,同位角相等求出∠BCM=∠BAD,然後求出∠MBC=∠BCM,再根據等角對等邊即可得證;

(3)延長BM交CE於F,根據兩直線平行,內錯角相等可得∠MDB=∠MEF,∠MBD=∠MFE,然後利用“角角邊”證明△MDB和△MEF全等,根據全等三角形對應邊相等可得MB=MF,然後根據直角三角形斜邊上的中線等於斜邊的一半證明即可.

【解答】證明:(1)如圖2,連接AM,由已知得△ABD≌△ACE,

∴AD=AE,AB=AC,∠BAD=∠CAE,

∵MD=ME,

∴∠MAD=∠MAE,

∴∠MAD﹣∠BAD=∠MAE﹣∠CAE,

即∠BAM=∠CAM,

在△ABM和△ACM中,

,∴△ABM≌△ACM(SAS),

∴MB=MC;

(2)MB=MC.

理由如下:如圖3,延長DB、AE相交於E′,延長EC交AD於F,

∴BD=BE′,CE=CF,

∵M是ED的中點,B是DE′的中點,

∴MB∥AE′,

∴∠MBC=∠CAE,

同理:MC∥AD,

∴∠BCM=∠BAD,

∵∠BAD=∠CAE,

∴∠MBC=∠BCM,

∴MB=MC;

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【解題技巧】本題考查了全等三角形的判定與性質,等腰三角形三線合一的性質,等角對等邊的性質,直角三角形斜邊上的中線等於斜邊的一半的性質,以及三角形的中位線定理,綜合性較強,但難度不大,作輔助線構造出等腰三角形或全等三角形是解題的關鍵.

第18題

(2018秋•綠園區期末)探究:如圖①,在△ABC中,∠BAC=90°,AB=AC,直線m經過點A,BD⊥m於點D,CE⊥m於點E,求證:△ABD≌△CAE.

應用:如圖②,在△ABC中,AB=AC,D、A、E三點都在直線m上,並且有∠BDA=∠AEC=∠BAC,求證:DE=BD+CE.

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【熱門考點】全等三角形的判定與性質.

【解題思路】(1)根據BD⊥直線m,CE⊥直線m得∠BDA=∠CEA=90°,而∠BAC=90°,根據等角的餘角相等得∠CAE=∠ABD,然後根據“AAS”可判斷△ADB≌△CEA.

(2)設∠BDA=∠BAC=α,則∠DBA+∠BAD=∠BAD+∠CAE=180°﹣α,得出∠CAE=∠ABD,進而得出△ADB≌△CEA即可得出答案.

【解答】證明:(1)∵BD⊥直線m,CE⊥直線m,

∴∠BDA=∠CEA=90°,

∵∠BAC=90°

∴∠BAD+∠CAE=90°,

∵∠BAD+∠ABD=90°,

∴∠CAE=∠ABD,

∵在△ADB和△CEA中

∴△ADB≌△CEA(AAS);

(2)設∠BDA=∠BAC=α,

∴∠DBA+∠BAD=∠BAD+∠CAE=180°﹣α,

∴∠CAE=∠ABD,

∵在△ADB和△CEA中

∴△ADB≌△CEA(AAS),

∴AE=BD,AD=CE,

∴DE=AE+AD=BD+CE.

【解題技巧】本題考查了全等三角形的判定與性質:判定三角形全等的方法有“SSS”、“SAS”、“ASA”、“AAS”;得出∠CAE=∠ABD是解題關鍵.

第19題

(2019•蘇州模擬)如圖,△ABC中,D是BC的中點,過D點的直線GF交AC於F,交AC的平行線BG於G點,DE⊥DF,交AB於點E,連結EG、EF.

(1)求證:BG=CF;

(2)請你判斷BE+CF與EF的大小關係,並說明理由.

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【熱門考點】全等三角形的判定與性質.

【解題思路】(1)先利用ASA判定△BGD≌△CFD,從而得出BG=CF;

(2)再利用全等的性質可得GD=FD,再有DE⊥GF,從而得出EG=EF,兩邊和大於第三邊從而得出BE+CF>EF.

【解答】解:(1)∵BG∥AC,

∴∠DBG=∠DCF.

∵D為BC的中點,

∴BD=CD

又∵∠BDG=∠CDF,

在△BGD與△CFD中,

∴△BGD≌△CFD(ASA).

∴BG=CF.

(2)BE+CF>EF.

∵△BGD≌△CFD,

∴GD=FD,BG=CF.

又∵DE⊥FG,

∴EG=EF(垂直平分線到線段端點的距離相等).

∴在△EBG中,BE+BG>EG,

即BE+CF>EF.

【解題技巧】本題考查三角形全等的判定方法,判定兩個三角形全等的一般方法有:SSS、SAS、AAS、ASA、HL.

注意:AAA、SSA不能判定兩個三角形全等,判定兩個三角形全等時,必須有邊的參與,若有兩邊一角對應相等時,角必須是兩邊的夾角.

第20題

(2018秋•潮陽區期末)如圖,在△ABC中,D為BC的中點,過D點的直線GF交AC於點F,交AC的平行線BG於點G,DE⊥GF,並交AB於點E,連接EG,EF.

(1)求證:BG=CF.

(2)請你猜想BE+CF與EF的大小關係,並說明理由.

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【熱門考點】全等三角形的判定與性質.

【解題思路】(1)求出∠C=∠GBD,BD=DC,根據ASA證出△CFD≌△BGD即可.

(2)根據全等得出BG=CF,根據三角形三邊關係定理求出即可.

【解答】(1)證明:∵BG∥AC,

∴∠C=∠GBD,

∵D是BC的中點,

∴BD=DC,

在△CFD和△BGD中

∴△CFD≌△BGD,

∴BG=CF.

(2)BE+CF>EF,

理由如下:

∵△CFD≌△BGD,

∴CF=BG,

在△BGE中,BG+BE>EG,

∵由(2)知:GD=GD,ED⊥GF,

∴EF=EG,

∴BG+CF>EF.

【解題技巧】本題考查了全等三角形的性質和判定,平行線的性質,線段垂直平分線性質,三角形三邊關係定理的應用,主要考查學生的推理能力.

課程體系

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