专题05 与角平分线垂线等腰三角形相关辅助线添加题型解读解析版.docx
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专题05与角平分线垂线等腰三角形相关辅助线添加题型解读解析版
专题05与角平分线、垂线、等腰三角形相关辅助线添加题型解读
一、基础知识点综述
利用平行线构造等腰三角形
△ABC为等腰三角形,AB=AC,DE∥BC,FG∥BC,则△ADE,△AFG是等腰三角形.
一线三直角构造全等三角形
∠C=∠ABD=∠E=90°,C、B、E三点共线,AB=BD,则△ABC≌△BDE;
∠C=∠EAD=90°,C、A、E三点共线,DE⊥AB,AB=DE,则△ABC≌△DEA;
过角平分线上点向角两边作垂线段
二、典型例题解析
题型一:
利用角平分线性质解题题型
例1.(2019·深圳期中)如图,在△ABC中,∠BAC=40°,∠ACB=60°,D为△ABC外一点,DA平分∠BAC,∠CBD=50°,求∠DCB的度数.
【答案】见解析.
【解析】解:
如图,过D作DH⊥AB于H,DE⊥AC于E,DF⊥BC于F,
∵∠PBC=∠BAC+∠ACB=100°,∠CBD=50°,
∴∠DBC=∠DBH,
∴DF=DH,
∵DA平分∠CAB,DH⊥AB,DE⊥AC,
∴DE=DH,
∴DE=DF,
∴CD平分∠BCE,
∵∠QCB=120°,
∴∠DCB=60°.
题型二:
一线多用
例2.(2017·北京中考)在等腰直角△ABC中,∠ACB=90°,点P是线段BC上一动点(与点B,C不重合),连接AP,延长BC至点Q,使得CQ=CP,过点Q作QH⊥AP于点H,交直线AB与点M。
(1)若∠PAC=α,求∠AMQ的大小(用含α的式子表示)
(2)用等式表示线段MB与PQ之间的数量关系,并证明.(可用结论:
等腰直角三角形斜边长等于腰长的
倍.)
【答案】见解析.
【解析】解:
(1)∠AMQ=45°+α;理由如下:
∵∠PAC=α,△ACB是等腰直角三角形,
∴∠BAC=∠B=45°,∠PAB=45°-α,
∵QH⊥AP,
∴∠AHM=90°,
∴∠AMQ=180°-∠AHM-∠PAB=45°+α;
(2)如图,连接AQ,过M作ME⊥BC于E,
∵AC⊥PQ,QC=PC,
∴∠QAC=∠PAC=α,
∴∠QAM=45°+α=∠AMQ,
∴AP=AQ=QM,
∴△APC≌△QME,
∴PC=ME,
由△MEB是等腰直角三角形,
得
即PQ=
MB.
例3.(2019·河南平顶山周练)在△ABC中,∠BAC=90°,AB=AC,BD平分∠ABC,过C作CE⊥BD,交BD延长线于E,AF⊥BD于F,求证:
BD=2CE.
【答案】见解析.
【解析】证明:
如图,延长BA,CE交于点H,
∵BE⊥CH,
∴∠BEC=∠BEH=90°,
∵BE平分∠ABC,
∴∠HBE=∠CBE,
∵BE=BE,
∴△BEH≌△BEC,
∴CE=EH,CH=2CE,
∵∠BAD=∠CAH=90°,
∴∠H+∠ACH=90°,∠H+∠ABD=90°,
∴∠ACH=∠ABD,
∵AB=AC,
∴△ABD≌△ACH,
∴BD=CH=2CE.
例4.如图所示,线段AB、CD交于点E,且AB⊥BD于B,AC⊥CD于C.
(1)如图1,若AB=CD,∠D=30°,探究线段DE与CE的数量关系,并说明理由.
(2)如图2,若AB=BD,∠D=22.5°,探究线段DE与AC的数量关系,并说明理由.
图1图2
【答案】见解析.
【解析】证明:
(1)DE=2CE,
连接AD,如图,
∵AB⊥BD,AC⊥CD,
∴∠C=∠B=90°,
在Rt△ADC和Rt△DAB中,
∵AB=CD,AD=AD,
∴Rt△ADC≌Rt△DAB,
∴AC=BD,
∵∠BDE=30°,
∴∠BED=∠CEA=60°,∠CAE=30°,DE=2BE,
∴△ACE≌△DBE,
∴AE=DE,CE=BE,
∴DE=2CE.
(2)连接AD,延长DB,AC交于点H,
∵AB=BD,∠ABD=90°,
∴∠DBA=∠BAD=45°,
∵∠BDE=22.5°,
∴∠CDA=22.5°,
∵AC⊥CD,
∴∠ACD=∠DCH=90°,
∵CD=CD,
∴△ACD≌△HCD,
∴AH=2AC,
∵∠CAE+∠CEA=90°,∠BDE+∠DED=90°,∠CEA=∠DEB,
∴∠CAE=∠BDE,
∵AB=BD,∠ABD=∠EBD=90°,
∴△ABH≌△DBE,
∴DE=AH=2AC.
题型三:
一线三直角
例5.(2019·广东期末)如图,已知等腰直角△ABC中,AB=AC,∠BAC=90°,点A,B分别在x轴、y轴上,点C的坐标为(6,2),求A点、B点坐标.
【答案】见解析.
【解析】解:
过点C作CH⊥x轴于H,
∵∠CHA=∠AOB=∠BAC=90°,
∴∠CAH+∠ACH=90°,∠CAH+∠BAO=90°,
∴∠ACH=∠BAO,
∵AB=AC,
∴△ABO≌△CAH,
∴CH=OA=2,OB=AH=OH-OA=4,
即A(2,0),B(0,4).
例6.(2018·柘城实验中学月考)如图1,在平面直角坐标系中,
.
(1)求证:
AB=CD,AB⊥CD;
(2)如图2,以A为直角顶点在第二象限内作等腰直角三角形ABE,过点E作EF⊥x轴于点F,求点F的坐标;
(3)如图3,若点P为y轴正半轴上一动点,以AP为直角边作等腰直角三角形APQ,点Q在第一象限,∠APQ=90°,QR⊥x轴于点R,当点P运动时,OP-QR的值是否发生变化?
若不变,求出其值;若变化,请说明理由。
图1图2图3
【答案】见解析.
【解析】解:
(1)证明:
由题意知,OA=2,OB=3,OC=3,OD=2,
即OA=OD,OB=OC,
∵∠AOB=∠COD=90°,
∴△AOB≌△DOC,
∴AB=CD,∠OCD=∠ABO,
延长CD交AB于H,
∵∠BAO+∠ABO=90°,
∴∠BAO+∠OCD=90°,
即∠CHA=90°,
∴AB⊥CD.
(2)∵△AEB是等腰直角三角形,
∴AB=AE,∠EAB=90°,
∴∠EAF+∠BAO=90°,
∵∠EAF+∠AEF=90°,
∴∠BAO=∠AEF,
∵∠EFA=∠AOB=90°,
∴△AEF≌△BAO,
∴AF=OB=3,
∴OF=5,即F(-5,0).
(3)OP-QR=2,理由如下,
过点Q作QG⊥y轴于G,
∵△APQ是等腰直角三角形,∠APQ=90°,
∴AP=PQ,∠APO+∠QPG=90°,
∵∠APO+∠PAO=90°,
∴∠QPG=∠PAO,
∵∠AOP=∠QGP=90°,
∴△APO≌△PQG,
∴OA=PG=2,
∵QR⊥x轴,
∴QR=OG,
∴OP-QR=OP-OG=PG=OA=2.
例7.如图,在四边形ABCE中,AB=BC,AB⊥BC,CE⊥AE,BD⊥AE.
猜想线段BD、CE、AD之间的数量关系,并说明理由.
【答案】见解析.
【解析】解:
BD-CE=AD,理由如下,
过C作CF⊥BD于F,
∵AB⊥BC,CF⊥BD,
∴∠ABC=90°,∠CFB=90°,
∴∠ABD+∠CBF=90°,∠BCF+∠CBF=90°,
∴∠ABD=∠BCF,
∵AB=BC,
∴△ABD≌△BCF,
∴AD=BF,
∵CE⊥AE,BD⊥AE,
∴∠E=90°,∠BDE=90°,
∴四边形DECF是矩形,
∴CE=DF,
∴BD-DF=BF,
即BD-CE=AD.
题型四:
通过平行线构造等腰三角形
例8.如图,等边△ABC中,D是AC上,延长BC至E,使CE=AD,连接DB,DE,DF⊥BC于F。
(1)如图1,若D是AC的中点,求证:
DB=DE,BF=EF
(2)如图2,若点D是边AC上的任意一点,BF=EF是否仍然成立?
请证明你的结论;
(3)如图3,若点D是边AC的延长线上的任意一点,其它条件不变,
(2)中结论是否仍然成立?
画图并证明你的结论.
【答案】见解析.
【解析】解:
(1)证明:
∵△ABC是等边三角形,
∴AB=BC,∠ACB=60°,
∵D是AC中点,
∴AD=CD,BD⊥AC,∠ABD=∠CBD=30°,
∵CE=AD,
∴CE=CD,
∴∠E=∠CDE=30°,
∴∠E=∠DBC,
∴BD=DE,
∵DF⊥BE,
∴BF=EF;
(2)过D作DH∥BC交AB于H,
∵△ABC是等边三角形,DH∥BC,
∴∠ADH=∠AHD=∠A=60°,
∠BHD=∠DCE=120°,
即△ADH是等边三角形,AD=DH=AH,
∴BH=DC,
∵CE=AD,
∴CE=DH,
∴△BDH≌△DEC,
∴BD=DE,
∵DF⊥BE,
∴BF=EF.
(3)过D作DH∥BC交AB延长线于H,
∵△ABC是等边三角形,DH∥BC,
∴∠ADH=∠AHD=∠A=60°,
∠BHD=∠DCE=60°,
即△ADH是等边三角形,AD=DH=AH,
∴AH-AB=AD-AC,即BH=CD,
∵CE=AD,
∴CE=DH,
∴△BDH≌△DEC,
∴BD=DE,
∵DF⊥BE,
∴BF=EF.
例9.如图,在等边三角形ABC中,AB=10,动点P从点A出发向点C运动,Q从点B出发以相同的速度沿CB的延长线运动,连接PQ交AB于点E,作PD⊥AB于D,试探究线段DE的长度是否发生变化,若不变化,求出该值,若变化,说明理由.
【答案】见解析.
【解析】解:
DE的长度不变,DE=5,理由如下,
过P作PH∥BC交AB于H,
∵△ABC是等边三角形,
∴∠A=∠C=∠ABC=60°,AB=AC=BC,
∵PH∥BC,
∴∠AHP=∠APH=60°,∠HPE=∠BQE,
∴△AHP是等边三角形,AH=AP=PH,
∵P、Q速度相同,
∴AP=BQ,
∴BQ=PH,
∵∠PEH=∠QEB,
∴△BQE≌△HPE,
∴EH=BE,
∵△APH是等边三角形,PD⊥AH,
∴AD=DH,
∴DE=DH+EH=
AB=5.
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