一、45°--90°半角模型的基本結(jié)論
證明策略:旋轉(zhuǎn)法,翻折法,截長補(bǔ)短法
1.找共頂點的等邊 2.旋轉(zhuǎn)等邊所在的三角形使得兩條等邊重合,構(gòu)造半角全等。3.注意是否要考慮三點共線。
45°--90°半角模型的基本結(jié)論1
基本結(jié)論一:如圖,正方形ABCD中,E、F為BC,CD的上點且∠EAF=45°,AH⊥EF.求證:(1)EF=BE+DF(2)CΔECF=2AB
(3) AH=AB (4) S△ABE+S△ADF=S△AEF
(5) ∠BEA=∠BEF ∠AFE=∠AFD
結(jié)論一
方法一:旋轉(zhuǎn)法
方法一:如圖1,把△ADF繞點A順時針旋轉(zhuǎn)90°得到△ABG.(亦可旋轉(zhuǎn)△ABE)
∴∠DAF=∠GAB
∵∠BAD=90°,∠EAF=45° ∴∠BAE+DAF=90°-45°=45°
∴∠GAE=∠BAE+∠GAB=45°=∠FAE, ∠ABC=∠D=∠ABG=90°
∴∠ABC+∠ABG=180° ∴點G,B,E三點共線。
∴△AEF?△AEG(SAS) ∴EF=GE,
結(jié)論一
方法二:截長補(bǔ)短法
方法二:截長補(bǔ)短法(證明略)
證明:延長CB至點G,使GB=DF,連接AG.
1.證明ΔABG?ΔADF(SAS)
2.∠GAE=∠BAE+∠GAB=45°=∠FAE
3.證明△AEF?△AEG(SAS),∴EF=BE+GB.
(亦可延長CD至點M,使得DM=BE,連接AM)
結(jié)論一
方法三:翻折法
方法三:把ΔABE沿AE翻折得到ΔAEG,連接GF.
∴AB=AG=AD,BE=GE,∠BAE=∠GAE.
∵∠BAD=90°,∠EAF=∠EAG+GAF=45°
∴∠BAE+DAF=90°-45°=45°
∴∠GAE+∠DAF=45° ∴∠GAF=∠DAF
∴ΔAGF?ΔADF(ASA)
∴∠AGF=∠D=90°,GF=DF.
∴∠AGF+∠AGE=180°
∴點E,G,F三點共線。
∴EF=EG+FG=BE+DF.
結(jié)論二
證明:由(1)可知:EF=BE+DF
∴CΔECF=EC+CF+EF
=EC+CF+BE+DF
=BC+CD
=2AB
結(jié)論三
結(jié)論四
證明:
∵SΔABE=1/2AB·BE SΔADF=1/2AD·DF SΔAEF=1/2EF·AH
由(1)可知:EF=BE+DF
∴S△ABE+S△ADF=S△AEF
結(jié)論五
證明:由結(jié)論一中的翻折法可得。
中考真題實戰(zhàn)練習(xí)
(2017年長沙)如圖,將正方形ABCD折疊,使頂點A與CD邊上的一點H重合(H不與端點C,D重合),折痕交AD于點E,交BC于點F,邊AB折疊后與邊BC交于點G.設(shè)正方形ABCD的周長為m,△DHG的周長為n,則n/m的值為______
解:連接BH,BG,過點B做BM⊥HG.
1.由翻折的性質(zhì)可知:EH=EB,則∠1=∠2.
2.由翻折的性質(zhì)可知:∠EHG=∠BMG=90°,則EH∥BM,故∠1=∠3=∠2
3.易證ΔBAH?ΔBMH(AAS),ΔBMG?ΔBCG(HL),則∠MBG=∠CBM
4.由(3)可知:∠HBG=45°,由半角模型基本結(jié)論可知:n/m=0.5
45°--90°半角模型的基本結(jié)論2
基本結(jié)論二:如圖,在△ABC中,AB=AC,∠BAC=90°,點D,E在BC上且∠DAE=45°.
結(jié)論:BD2+CE2=DE2
方法一
旋轉(zhuǎn)法
證明:
1.將△ABD繞點A逆時針旋轉(zhuǎn)90°得到△ACF,連結(jié)EF.
2. ∠1=∠2,則 ∠1+∠DAC=∠2+∠DAC=90°=∠DAF.
3.∠DAE=45°,故∠DAE=∠FAE.
4.AD=AF,故ΔAED?ΔAEF.EF=ED.
5.在RtΔEFC中,F(xiàn)C2+CE2=EF2,則BD2+CE2=DE2
(也可以考慮旋轉(zhuǎn)△ACE)
方法二
翻折法
證明:
1.把ΔABD沿AD翻折得ΔAFD,連接EF.
2.∠1=∠2,AB=AF=AC,DB=DF.
3.∠2+∠3=∠1+∠4=45°,則∠3=∠4.
4.ΔAEF?ΔAEC,則EC=EF.
5.在RtΔEFE中,F(xiàn)D2+FE2=ED2,則BD2+CE2=DE2
變式:如圖,在△ABC 中,AB=AC,∠BAC=90°,點D在BC上,點E在BC 的延長線上,
且∠DAE=45°,則BD2+CE2=DE2
方法一
旋轉(zhuǎn)法
證明:
1.把ΔABD繞點A逆時針旋轉(zhuǎn)90°得到ΔACF,連接EF.
2.∠BAD=∠CAF,故∠BAC=∠DAF=90°.
3.∠DAE=45°,故∠FAE=45°.
4.AD=AF,故ΔAED?ΔAEF.
5.BD=FC.DE=FE.
6.∠FCE=180°-∠FCE=90°
7.在RtΔEFC中,F(xiàn)C2+CE2=EF2,則BD2+CE2=DE2
(也可以考慮旋轉(zhuǎn)△ACE)
方法二
翻折法
證明:
1.把ΔABD沿AD翻折得ΔADB',連接EB'.
2.證ΔAEC?ΔAEB'(SAS)
3.證ΔDB'E為RtΔ.
5.在RtΔDEB'中,B'D2+B'E2=ED2,則BD2+CE2=DE2
中考實戰(zhàn)練習(xí)
(2012·寧德)某數(shù)學(xué)興趣小組開展了一次活動,過程如下:如圖1,在等腰直角△ABC中,AB=AC,∠BAC=90°,小敏將一塊三角板中含45°角的頂點放在A上,從AB邊開始繞點A逆時針旋轉(zhuǎn)一個角α,其中三角板斜邊所在的直線交直線BC于點D,直角邊所在的直線交直線BC于點E.
(1)小敏在線段BC上取一點M,連接AM,旋轉(zhuǎn)中發(fā)現(xiàn):若AD平分∠BAM,則AE也平分∠MAC.請你證明小敏發(fā)現(xiàn)的結(jié)論;
(2)當(dāng)0°<α≤45°時,小敏在旋轉(zhuǎn)中還發(fā)現(xiàn)線段BD、CE、DE之間存在如下等量關(guān)系:BD2+CE2=DE2.
同組的小穎和小亮隨后想出了兩種不同的方法進(jìn)行解決;
小穎的想法:將△ABD沿AD所在的直線對折得到△ADF,連接EF(如圖2)
小亮的想法:將△ABD繞點A逆時針旋轉(zhuǎn)90°得到△ACG,連接EG(如圖3);
請你從中任選一種方法進(jìn)行證明;
(3)小敏繼續(xù)旋轉(zhuǎn)三角板,在探究中得出當(dāng)45°<α<135°且α≠90°時,等量關(guān)系BD2+CE2=DE2仍然成立,先請你繼續(xù)研究:當(dāng)135°<α<180°時(如圖4)等量關(guān)系BD2+CE2=DE2是否仍然成立?若成立,給出證明;若不成立,說明理由.
(1)證明:如圖1,∵∠BAC=90°,∴∠BAD+∠DAM+∠MAE+∠EAC=90°.
∵∠DAE=45°,∴∠BAD+∠EAC=45°.
∵∠BAD=∠DAM,∴∠BAD+∠EAC=∠DAM+∠EAC=45°,
∴∠DAM+∠MAE=∠DAM+∠EAC,∴∠MAE=∠EAC,即AE平分∠MAC.
(2)選擇小穎的方法.
證明:如圖2,連接EF.
由折疊可知,∠BAD=∠FAD,AB=AF,BD=DF,
∵∠BAD=∠FAD,∴由(1)可知,∠CAE=∠FAE.
在△AEF和△AEC中,∴△AEF≌△AEC(SAS),
∴CE=FE,∠AFE=∠C=45°∴∠DFE=∠AFD+∠AFE=90°.
在Rt△DFE中,DF2+FE2=DE2,∴BD2+CE2=DE2.
(3)當(dāng)135°<α<180°時,等量關(guān)系BD2+CE2=DE2仍然成立.證明如下:
如圖4,按小穎的方法作圖,設(shè)AB與EF相交于點G.
∵將△ABD沿AD所在的直線對折得到△ADF,
∴AF=AB,∠AFD=∠ABD=135°,∠BAD=∠FAD.
又∵AC=AB,∴AF=AC.
又∵∠CAE=90°﹣∠BAE=90°-(45°-∠BAD)=45°+∠BAD=45°+∠FAD=∠FAE.
∴∠CAE=∠FAE.
在△AEF和△AEC中,
∵,
∴△AEF≌△AEC(SAS),
∴CE=FE,∠AFE=∠C=45°.
∴∠DFE=∠AFD﹣∠AFE=∠135°﹣∠C=135°﹣45°=90°.
∴∠DFE=90°.
在Rt△DFE中,DF2+FE2=DE2,∴BD2+CE2=DE2.
45°--90°半角模型的基本結(jié)論3
基本結(jié)論三:如圖,正方形ABCD中,E、F為BC,CD的上點且∠EAF=45°。求證:
(1) BM2+DN2=MN2
(2) 2AM2=BM2+DM2 2AN2=DN2+BN2
(3) △AEN為等腰直角三角形 △AFM為等腰直角三角形
(4) √2BN=AB+BE √2DM=AD+DF
(5)√2DN=CE √2BM=CF √2MN=EF
結(jié)論1-2的證明
旋轉(zhuǎn)法
證明:
1.把△ABM繞點A逆時針旋轉(zhuǎn)90使得AB與AD重合.得△ADM’.
2.證明ΔM'ND為RtΔ.則ND2+M'D2=NM'2.
3.再證ΔANM?ΔANM',則BM2+DN2=MN2.
4.易證△AMM’為等腰直角三角形.故 2AM2=BM2+DM2
結(jié)論3的證明
旋轉(zhuǎn)法
證明:
(1)把△AND繞點A順時針旋轉(zhuǎn)90使得AB與AD重合.得△ABQ.
則△ABN,
(ii)△APQ為等腰直角三角形,△NBQ為RtΔ.故PA=PQ=PN=PB.
(iii)∠1=∠2,所以∠PEB=∠PBE,PB=PE.
(iv)PE=PA.三線合一,所以ΔANE為等腰直角三角形。
(四點共圓證明更簡潔,初三用.)
結(jié)論4的證明
旋轉(zhuǎn)法
證明:(i)把△BNE繞點B順時針旋轉(zhuǎn)90。得△BE’N’.
(ii)∠BAF+∠BEN=180°,AN=EN=E'N'.則四邊形AE'N'N是平行四邊形。
(iii)NN'=AB+BE'=AB+BE=√(2) BN
結(jié)論五的證明
旋轉(zhuǎn)法
證明:1.把△ABM繞點B順時針旋轉(zhuǎn)90°使得AB與BC重合.得△CBM’.
2.證明MM'∥CD, AM⊥M'C且AM⊥MF,所以MF∥M'C. CF=√(2)BM
以上的結(jié)論全部使用的是旋轉(zhuǎn)法證明的,旋轉(zhuǎn)證明的核心技巧就是等邊共頂點,繞共點旋轉(zhuǎn)。
二、60°--120°半角模型的基本結(jié)論
60°---120°半角模型的基本結(jié)論
已知:△ABC是正三角形,△BDC是等腰三角形,BD=CD,∠BDC=120°,∠MDN=60°,
角的兩邊分別交AB、AC邊于M、N,連接MN.
結(jié)論:(1)BM+NC=MN. (2)C△AMN=2AB
結(jié)論一的證法2種
方法一:旋轉(zhuǎn)法
證明:
把ΔDNC繞點D逆時針旋轉(zhuǎn)120°使DC與DB重合,得ΔDBG.
1.∠GBD+∠ABD=180°,故G,B,A三點共線。
2.∠1=∠2,∠2+∠3=120°-60°=60°=∠1+∠3=∠GDM
3.證ΔMDG?ΔMDN
4.MN=BG=BM+BG=BM+NC.
證明:
把ΔDBM繞點D順時針旋轉(zhuǎn)120°使DC與DB重合,得ΔDCG.
1.∠GCD+∠ACD=180°,故G,C,A三點共線。
2.∠1=∠3,∠2+∠3=120°-60°=60°=∠1+∠2=∠GDN
3.證ΔMDN?ΔGDN
4.5.MN=NG=NC+CG=BD+NC.
結(jié)論一的證法2種
方法二:截長補(bǔ)短法
證法:
延長AB至點G,使得BG=NC,連接GD.
1.∠ACD=∠ACB+∠DCB=90°,∠GBD=180°-∠ABD=90°
2.DB=DC,故ΔDBG?ΔDCN(SAS),∠1=∠2
3.∠2+∠3=120°-60°=60°=∠1+∠3=∠GDM
4.證ΔMDG?ΔMDN
5.MN=BG=BM+BG=BM+NC.
證明:
長AC至點G,使得BM=GC,連接GD.
1.∠ACD=∠ACB+∠DCB=90°,∠GCD=180°-∠ACB=90°
2.DB=DC,故ΔDCG?ΔDBM(SAS),∠1=∠3
3.∠2+∠3=120°-60°=60°=∠1+∠2=∠GDN
4.證ΔNDG?ΔMDN
5.MN=NG=NC+CG=BD+NC.
結(jié)論二的證法
證明:
C△AMN=AM+MN+AN
=AM+BM+NC+AN =AB+AC=2AB
變式
已知:已知:△ABC是正三角形,△BDC是等腰三角形,BD=CD,∠BDC=120°,
∠MDN=60°,若點M、N分別是AB、CA延長線上的點。結(jié)論:MN=NC-BM
證法一
旋轉(zhuǎn)法
證明:
1.把ΔMBD繞點D順時針旋轉(zhuǎn)120°使DB與DC重合,得到ΔDCG.
2.∠DBM=∠DCG=90°,故N,G,C三點共線。
3.∠1=∠2,∠2+∠GDB=∠1+∠GDB=120°,DM=DG.
4.∠MDN=60°,故∠GDN=60°
5.ΔDGN?ΔDMN,MN=NG=NC-CG=NC-MB.
證法二
截長補(bǔ)短
證明:
1.在NC上截取一點G使GC=MB,連接DG.
2.證法同方法一.(略)
中考實戰(zhàn)練習(xí)
(2017年武漢稍作改變)如圖,在△ABC中,AB=AC,∠BAC=120°,點D、E都在邊BC上,∠DAE=60°.若BD=5,CE=8,則DE的長為_______
證法一
旋轉(zhuǎn)法
證明:
1.把ΔABD繞點A逆時針旋轉(zhuǎn)120°使AB與AC重合,得到ΔACF.連接EF,FC,過點F做FG⊥BC.
2.∠FCG=60°且FC=BD=5,則GC=2.5.
3.在RtΔFGC中,F(xiàn)G=(5/2)√(3) .在RtΔFGE中,EF=7
4.ΔAED?ΔAEF,故DE=EF=7
證法二
翻折法
證明:
1.把ΔABD沿AD翻折得到ΔADF.把ΔAEC沿AE翻折得到ΔAEF.
連接EF,FD,過點E做FD⊥EH.
2.∠EFD=60°且FE=EC=8,則HF=4,DH=1
3.在RtΔFEH中,F(xiàn)G=4√(3) .在RtΔFGE中,DE=1
三、α--2α半角模型的基本結(jié)論
α---2α半角模型是初中幾何中最重要的模型之一,他是前面幾個模型的一般化。特點是:圖形復(fù)雜,變化多,結(jié)論多。平時學(xué)生練習(xí)比較零散,不利于掌握。現(xiàn)在把其中常用的結(jié)論加以整理,方便大家學(xué)習(xí)。
證明策略:旋轉(zhuǎn)法,翻折法,截長補(bǔ)短法
1.找共頂點的等邊 2.旋轉(zhuǎn)等邊所在的三角形使得兩條等邊重合,構(gòu)造半角全等。3.注意是否要考慮三點共線。
α---2α半角模型的基本結(jié)論
基本結(jié)論:如圖1.在四邊形ABCD中.AB=AD,∠B+∠D=180°,E、F分別是邊BC、CD上的點,且∠BAD=2∠EAF.
(1)求證:EF=BE+DF;
(2)在(1)問中,若將△AEF繞點A逆時針旋轉(zhuǎn),當(dāng)點E、F分別運動到BC、CD延長線上時,如圖2所示,試探究EF、BE、DF之間的數(shù)量關(guān)系。
結(jié)論一證法一
旋轉(zhuǎn)法
證明:
1.把ΔABE繞點A逆時針旋轉(zhuǎn)使得AB與AD重合,得ΔADH.
2.∠B=∠ADH,∠B+∠D=180°,則∠ADH+∠D=180°,故H.D.C三點共線。
3.∠1=∠3,∠1+∠2=∠EAF,故∠2+∠3=∠EAF=∠HAF.
4.ΔEAF?ΔHAF(SAS).
5.EF=HF=HD+DF=BE+DF.
結(jié)論一證法二
截長補(bǔ)短法
證明:
1.在CB的延長線上截取一點H,使得BH=DF,連接AH.
2.∠B+∠D=180°,∠ABH+∠B=180°,則∠ABH=∠D.
3.ΔABH ?ΔADF(SAS),AH=AF,∠3=∠2.
4.∠1+∠2=∠EAF,故∠2+∠3=∠EAF=∠HAF.
4.ΔEAF ?ΔHAF(SAS).
5.EF=HE=HB+BE=BE+DF.
結(jié)論二證法一
旋轉(zhuǎn)法
證法:
1.把ΔADF繞點A順時針旋轉(zhuǎn)使AD與AB重合,得ΔABH.
2.∠B+∠D=180°,∠B=∠ADF,故H.D.C三點共線
3.證ΔAEF?ΔAEH(SAS)
4.EF=HE=BE-BH=BE-DF
結(jié)論二證法二
截長補(bǔ)短法
證明:
1.在EB上截取一點H,使得BH=DF,連接AH.
2.∠B+∠D=180°,∠ADF+∠D=180°,則∠ADF=∠B.
3.ΔABH?ΔADF(SAS),AH=AF,∠1=∠2.
4.∠3+∠2=∠EAF,故∠1+∠3=∠EAF=∠HAF.
4.ΔEAF?ΔHAE(SAS).
5.EF=HE=BE-BH=BE-DF.
中考實戰(zhàn)練習(xí)
(2014·德州)問題背景:如圖1:在四邊形ABCD中,AB=AD,∠BAD=120°,∠B=∠ADC=90°,E,F分別是BC,CD上的點,且∠EAF=60°.探究圖中線段BE,EF,FD之間的數(shù)量關(guān)系
小王同學(xué)探究此問題的方法是,延長FD到點G.使DG=BE.連結(jié)AG,先證明△ABE≌△ADG,再證明△AEF≌△AGF,可得出結(jié)論,他的結(jié)論應(yīng)是EF=BE+FD;
探索延伸:
如圖2,若在四邊形ABCD中,AB=AD,∠B+∠D=180°,E,F分別是BC,CD上的點,且∠EAF=∠BAD,上述結(jié)論是否仍然成立,并說明理由;
實際應(yīng)用:
如圖3,在某次軍事演習(xí)中,艦艇甲在指揮中心(O處)北偏西30°的A處,艦艇乙在指揮中心南偏東70°的B處,并且兩艦艇到指揮中心的距離相等,接到行動指令后,艦艇甲向正東方向以60海里/小時的速度前進(jìn),艦艇乙沿北偏東50°的方向以80海里/小時的速度前進(jìn),1.5小時后,指揮中心觀測到甲、乙兩艦艇分別到達(dá)E,F處,且兩艦艇之間的夾角為70°,試求此時兩艦艇之間的距離.(答案210KM)
來源:奶爸許老師數(shù)學(xué)(ID:xuguanghong76)