第22讲 全等三角形
1. (2014,河北)如图,在△ABC中,AB=AC,∠BAC=40°,将△ABC绕点A按逆时针方向旋转100°得到△ADE,连接BD,CE交于点F.
(1)求证:△ABD≌△ACE;
(2)求∠ACE的度数;
(3)求证:四边形ABFE是菱形.
第1题图
【思路分析】 (1)根据旋转的性质得出∠BAD=∠CAE,然后利用“边角边”证明△ABD和△ACE全等.(2)根据AC=AE,得出∠ACE=∠AEC,即可求得.(3)根据对角相等的四边形是平行四边形,可证得四边形ABFE是平行四边形,然后依据邻边相等的平行四边形是菱形,即可得证.
(1)证明:∵△ADE是由△ABC绕点A按逆时针方向旋转100°得到的,
∴∠BAD=∠CAE=100°.
∵AB=AC,
∴AB=AC=AD=AE.
在△ABD和△ACE中,
∴△ABD≌△ACE(SAS).
(2)解:∵∠CAE=100°,AC=AE,
∴∠ACE=∠AEC=(180°-∠CAE)=40°.
(3)证明:∵∠BAD=∠CAE=100°,AB=AC=AD=AE,
∴∠ABD=∠ADB=∠ACE=∠AEC=40°.
∵∠BAE=∠BAD+∠DAE=140°,
∴∠BFE=360°-∠BAE-∠ABD-∠AEC=140°.
∴∠BAE=∠BFE.
∴四边形ABFE是平行四边形.
∵AB=AE,
∴四边形ABFE是菱形.
2. (2016,河北)如图,点B,F,C,E在直线l上(F,C之间不能直接测量),点A,D在l异侧,测得AB=DE,AC=DF,BF=EC.
(1)求证:△ABC≌△DEF;
(2)指出图中所有平行的线段,并说明理由.
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第2题图
【思路分析】 (1)由BF=EC,得BC=EF,根据“SSS”证得全等.(2)由全等三角形的对应角相等得∠ABC=∠DEF,∠ACF=∠DFE,根据“内错角相等,两直线平行”得平行线段.
(1)证明:∵BF=EC,
∴BF+FC=EC+FC,即BC=EF.
∵AB=DE,AC=DF,
∴△ABC ≌△DEF.
(2)解:AB∥DE,AC∥DF.
理由:由(1)知△ABC≌△DEF,
∴∠ABC=∠DEF,∠ACF=∠DFE.
∴AB∥DE,AC∥DF.
3. (2018,河北)如图,点P在线段AB外,且PA=PB,求证:点P在线段AB的垂直平分线上.在证明该结论时,需添加辅助线,则作法不正确的是(B)
第3题图
A. 作∠APB的平分线PC交AB于点C
B. 过点P作PC⊥AB于点C且AC=BC
C. 取AB的中点C,连接PC
D. 过点P作PC⊥AB,垂足为C
【解析】 A. 利用SAS判断出△PCA≌△PCB,∴CA=CB,∠PCA=∠PCB=90°.∴点P在线段AB的垂直平分线上.符合题意.B. 过线段外一点作已知线段的垂线,不能保证也平分此条线段,不符合题意.C. 利用SSS判断出△PCA≌△PCB,∴CA=CB,∠PCA=∠PCB=90°.∴点P在线段AB的垂直平分线上.符合题意.D. 利用HL判断出Rt△PCA≌Rt△PCB,∴CA=CB.∴点P在线段AB的垂直平分线上.符合题意.
全等三角形的性质与判定
例1 如图,从下列四个条件①BC=B′C,②AC=A′C,③∠A′CA=∠B′CB,④AB=A′B′中,任取三个为条件,余下的一个为结论,则可以构成正确结论的最多有(B)
例1题图
A. 1个 B. 2个 C. 3个 D. 4个
【解析】 当①②③为条件,④为结论时,∵∠A′CA=∠B′CB,∴∠A′CB′=∠ACB.∵BC
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=B′C,AC=A′C,∴△A′CB′≌△ACB.∴AB=A′B′.当①②④为条件,③为结论时,∵BC=B′C,AC=A′C,AB=A′B′,∴△ACB≌△A′CB′.∴∠A′CB′=∠ACB.∴∠A′CA=∠B′CB.
针对训练1 (2018,唐山路南区模拟)下列结论错误的是(B)
A. 全等三角形对应边上的中线相等
B. 两个直角三角形中,两个锐角相等,则这两个三角形全等
C. 全等三角形对应边上的高相等
D. 两个直角三角形中,斜边和一个锐角对应相等,则这两个三角形全等
【解析】 A. 如答图①.∵△ABC≌△DEF,∴AB=DE,∠B=∠E,BC=EF.∵AM是△ABC的中线,DN是△DEF的中线,∴BC=2BM,EF=2EN.∴BM=EN.在△ABM和△DEN中,∴△ABM≌△DEN(SAS).∴AM=DN.故本选项正确.B. 如教师用的含30°角的三角板和学生用的含30°角的三角板就不全等,故本选项错误.C.如答图②. ∵△A′B′C′≌△D′E′F′,∴A′B′=D′E′,∠B′=∠E′.∵A′M′是△A′B′C′的高,D′N′是△D′E′F′的高,∴∠A′M′B′=∠D′N′E′=90°.在△A′B′M′和△D′E′N′中,
∴△A′B′M′≌△D′E′N′.∴A′M′=D′N′.故本选项正确.D. 根据AAS可推出两个直角三角形全等.故本选项正确.
训练1答图
图形变化中的全等三角形
例2 (2018,唐山丰南区二模)如图,在四边形ABCD中,AD∥BC.若∠DAB的平分线AE交CD于点E,连接BE,且BE平分∠ABC,则以下结论不正确的有(B)
①BC+AD=AB;②E为CD的中点;③∠AEB=90°;④S△ABE=S四边形ABCD;⑤BC=CE.
例2题图
A. 0个 B. 1个 C. 2个 D. 3个
【解析】 ∵AD∥BC,∴∠ABC+∠BAD=180°.∵AE,BE分别是∠BAD和∠ABC的平分线,∴∠BAE=∠BAD,∠ABE=∠ABC.∴∠BAE+∠ABE=(∠BAD+∠ABC)=90°.∴∠AEB=180°-(∠BAE+∠ABE)=180°-90°=90°.故③正确.如答图,延长AE交BC的延长线于点F.∵∠AEB=90°,∴BE⊥AF.∵BE平分∠ABC,∴∠ABE=∠FBE.在△ABE和△FBE中,
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∴△ABE≌△FBE(ASA).∴AB=BF,AE=FE.∵AD∥BC,∴∠EAD=∠F.在△ADE和△FCE中,∴△ADE≌
△FCE(ASA).∴AD=CF.∴AB=BC+CF=BC+AD.故①正确.∵△ADE≌△FCE,∴CE=DE,即E为CD的中点.故②正确.∵△ADE≌△FCE,∴S△ADE=S△FCE.∴S四边形ABCD=S△ABF.∵S△ABE=S△ABF,∴S△ABE=S四边形ABCD.故④正确.若AD=BC,则CE是Rt△BEF斜边上的中线,则BC=CE.∵AD与BC不一定相等,∴BC与CE不一定相等.故⑤错误.综上所述,不正确的结论有1个.
例2答图
针对训练2 (2018,石家庄43中模拟)如图,在Rt△ABC中有一个正方形BDEF,点E正好落在直角三角形的斜边AC上.已知AE=8 cm,EC=10 cm,那么图中阴影部分的面积是多少平方厘米?
训练2题图
【思路分析】 由于四边形BDEF是正方形,因此EF=ED,∠DEF=90°.将△AFE绕点E逆时针旋转90°得到△GDE,与△EDC组成一个直角三角形,则两直角边长分别是10 cm,
8 cm,由此可求出阴影部分的面积.
解:如答图.将△AFE绕点E逆时针旋转90°得到△GDE,与△EDC组成一个直角三角形,则两直角边长分别是10 cm,8 cm,
所以阴影部分的面积是×10×8=40(cm2).
训练2答图
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一、 选择题
1. (2018,安顺)如图,点D,E分别在线段AB,AC上,CD与BE相交于点O.已知AB=AC,现添加下面的条件仍不能判定△ABE≌△ACD的是(D)
第1题图
A. ∠B=∠C B. AD=AE
C. BD=CE D. BE=CD
【解析】 AB=AC,∠A为公共角.A. 如添加∠B=∠C,利用ASA即可证明△ABE≌△ACD.B. 如添加AD=AE,利用SAS即可证明△ABE≌△ACD.C. 如添加BD=CE,可得AD=AE,利用SAS即可证明△ABE≌△ACD.D. 如添加BE=CD,因为SSA不能证明△ABE≌△ACD,所以此选项不能作为添加的条件.
2. (2018,黔西南州)下列各图中a,b,c为三角形的三边长,则甲、乙、丙三个三角形和左侧△ABC全等的是(B)
第2题图
A. 甲和乙 B. 乙和丙
C. 甲和丙 D. 只有丙
【解析】 在△ABC和图乙的三角形中,满足三角形全等的判定方法:SAS,所以乙和△ABC全等.在△ABC和图丙的三角形中,满足三角形全等的判定方法:AAS,所以丙和△ABC全等.不能判定甲与△ABC全等.
3. (2018,石家庄新华区二模)三个全等三角形按如图所示的形式摆放,则∠1+∠2+∠3的度数是(D)
第3题图
A. 90° B. 120° C. 135° D. 180°
【解析】 如答图.由图形,可得∠1+∠4+∠5+∠8+∠6+∠2+∠3+∠9+∠7=
540°.∵三个三角形全等,∴∠4+∠9+∠6=180°.∵∠5+∠7+∠8=180°,∴∠1+∠2+∠3+180°+180°=540°.∴∠1+∠2+∠3=180°.
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第3题答图
4. (2018,南京,导学号5892921)如图,AB⊥CD,且AB=CD,E,F是AD上的两点,CE⊥AD,BF⊥AD.若CE=a,BF=b,EF=c,则AD的长为(D)
第4题图
A. a+c B. b+c C. a-b+c D. a+b-c
【解析】 ∵AB⊥CD,CE⊥AD,BF⊥AD,∴∠AFB=∠CED=90°,∠A+∠D=90°,∠C+∠D=90°.∴∠A=∠C.∵AB=CD,∴△ABF≌△CDE.∴AF=CE=a,DE=BF=b.∵EF=c,∴AD=AF+DF=a+(b-c)=a+b-c.
5. (2018,临沂)如图,∠ACB=90°,AC=BC,AD⊥CE,BE⊥CE,垂足分别是D,E,AD=3,BE=1,则DE的长是(B)
第5题图
A. B. 2 C. 2 D.
【解析】 ∵BE⊥CE,AD⊥CE,∴∠E=∠ADC=90°.∴∠EBC+∠BCE=90°.∵∠BCE+∠DCA=90°,∴∠EBC=∠DCA.在△CEB和△ADC中,∴△CEB≌
△ADC(AAS).∴DC=BE=1,CE=AD=3.∴DE=CE-CD=3-1=2.
6. (2018,龙东,导学号5892921)如图,在四边形ABCD中,AB=AD,AC=5,∠DAB=∠DCB=90°,则四边形ABCD的面积为(B)
第6题图
A. 15 B. 12.5 C. 14.5 D. 17
【解析】 如答图,过点A作AE⊥AC,交CB的延长线于点E.∵∠DAB=∠DCB=90°,∴∠D+∠ABC=180°=∠ABE+∠ABC.∴∠D=∠ABE.∵∠DAB=∠CAE=90°,∴∠CAD=∠EAB.∵AD=AB,∴△ACD≌△AEB.∴AC=AE,即△ACE是等腰直角三角形.∴四边形ABCD
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的面积与△ACE的面积相等.∵S△ACE=×5×5=12.5,∴四边形ABCD的面积为12.5.
第6题答图
7. (2018,石家庄裕华区一模)有一张三角形纸片ABC,已知∠B=∠C=x°,按下列方案用剪刀沿着箭头方向剪开,可能得不到全等三角形纸片的是(C)
A B C D
【解析】 A. 由SAS证得两个小三角形全等,故本选项不符合题意.B. 由SAS证得两个小三角形全等,故本选项不符合题意.C. 如答图①.∵∠DEC=∠B+∠BDE,∴x°+∠FEC=x°+∠BDE.∴∠FEC=∠BDE.所以其对应边应该是BE和CF.而已知给的是BD=FC=3,所以不能判定两个小三角形全等.故本选项符合题意.D. 如答图②.∵∠D′E′C=∠B+∠BD′E′,∴x°+∠F′E′C=x°+∠BD′E′.∴∠F′E′C=∠BD′E′.∵BD′=CE′=2,∠B=∠C,∴△BD′E′≌△CE′F′.所以能判定两个小三角形全等.故本选项不符合题意.
第7题答图
二、 填空题
8. (2018,金华)如图,△ABC的两条高AD,BE相交于点F,请添加一个条件,使得△ADC≌△BEC(不添加其他字母及辅助线),你添加的条件是AC=BC.
第8题图
【解析】 添加AC=BC.∵AD,BE为△ABC的两条高,∴∠ADC=∠BEC=90°.在△ADC和△BEC中,∴△ADC≌△BEC(AAS).
9. (2018,衢州)如图,在△ABC和△DEF中,点B,F,C,E在同一直线上,BF=CE,AB∥DE,请添加一个条件,使△ABC≌△DEF,这个添加的条件可以是AB=ED
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.(只需写一个,不添加辅助线)
第9题图
【解析】 添加AB=ED.∵BF=CE,∴BF+FC=CE+FC,即BC=EF.∵AB∥DE,∴∠B=∠E.在△ABC和△DEF中,∴△ABC≌△DEF(SAS).
三、 解答题
10. (2018,苏州)如图,点A,F,C,D在一条直线上,AB∥DE,AB=DE,AF=DC.求证:BC∥EF.
第10题图
【思路分析】 由SAS判定△ABC≌△DEF,则∠ACB=∠DFE,由此证得结论.
证明:∵AB∥DE,
∴∠A=∠D.
∵AF=DC,
∴AC=DF.
在△ABC和△DEF中,∴△ABC≌△DEF(SAS).
∴∠ACB=∠DFE.
∴BC∥EF.
11. 如图,OC是∠MON内的一条射线,P为OC上一点,PA⊥OM,PB⊥ON,垂足分别为A,B,PA=PB,连接AB,AB与OP交于点E.
(1)求证:△OPA≌△OPB;
(2)若AB=6,求AE的长.
第11题图
【思路分析】 (1)依据PA⊥OM,PB⊥ON,可得∠PAO=∠PBO=90°,再根据PA=PB,PO=PO,即可得到Rt△OPA≌Rt△OPB.(2)依据∠APE=∠BPE,PA=PB,即可得到AE=BE,进而得出AE=AB=3.
(1)证明:∵PA⊥OM,PB⊥ON,
∴∠PAO=∠PBO=90°.
∵PA=PB,PO=PO,
∴Rt△OPA≌Rt△OPB.
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(2)解:∵△OPA≌△OPB,
∴∠APE=∠BPE.
∵PA=PB,
∴AE=BE.
∴AE=AB=3.
12. (2018,保定一模)如图,△ABC和△ADE都是等腰直角三角形,∠BAC=∠DAE=
90°,点E在BC边上.
(1)求证:△ACD≌△ABE;
(2)若∠CDE=60°,求∠AEB的度数.
第12题图
【思路分析】 (1)根据等腰直角三角形的性质和全等三角形的判定证明即可.(2)利用全等三角形的性质解答即可.
(1)证明:∵∠BAC=∠DAE=90°,
∴∠BAC-∠CAE=∠DAE-∠CAE,即∠EAB=∠DAC.
在△ACD和△ABE中,∴△ACD≌△ABE(SAS).
(2)解:∵△ACD≌△ABE,∴∠ADC=∠AEB.
∴∠AEB=∠ADE+∠CDE=45°+60°=105°.
1. (2018,东营,导学号5892921)如图,点E在△DBC的边DB上,点A在△DBC的内部,∠DAE=∠BAC=90°,AD=AE,AB=AC.给出下列结论:①BD=CE;②∠ABD+∠ECB=45°;③BD⊥CE;④BE2=2(AD2+AB2)-CD2.其中正确的是(A)
第1题图
A. ①②③④ B. ②④ C. ①②③ D. ①③④
【解析】 ∵∠DAE=∠BAC=90°,∴∠DAB=∠EAC.∵AD=AE,AB=AC,∴△DAB≌△EAC.∴BD=CE,∠ABD=∠ECA.故①正确.∴∠ABD+∠ECB=∠ECA+∠ECB=∠ACB=45°.故②正确.∵∠ECB+∠EBC=∠ABD+∠ECB+∠ABC=45°+45°=
90°,∴∠CEB=90°,即CE⊥BD.故③正确.∴BE2=BC2-EC2=2AB2-(CD2-DE2)=2AB2-CD2+2AD2=2(AD2+AB2)-CD2.故④正确.
2. (2018,绍兴)在等腰三角形ABC中,顶角∠A为40°,点P在以点A为圆心,BC长为半径的圆上,且BP=BA,则∠PBC的度数为30°或110°.
【解析】 本题分两种情况.(1)如答图①,当点P在直线AB的右侧时,连接AP.∵AB=AC,∠BAC=40°,∴∠ABC=∠C=70°.∵AB=AB,AC=PB,BC=PA,∴△ABC≌△BAP.∴∠ABP=∠BAC=40°.∴∠PBC=∠ABC-∠ABP=30°.(2)如答图②,当点P在直线AB的左侧时,同(1)中的方法可得∠ABP=40°.∴∠PBC=40°+70°=110°.综上所述,∠PBC的度数为30
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°或110°.
第2题答图
3. (2018,深圳)如图,四边形ACDF是正方形,∠CEA和∠ABF都是直角且E,A,B三点共线,AB=4,则阴影部分的面积是 8 .
第3题图
【解析】 ∵四边形ACDF是正方形,∴AC=AF,∠CAF=90°.∴∠EAC+∠FAB=
90°.∵∠ABF=90°,∴∠AFB+∠FAB=90°.∴∠EAC=∠AFB.在△CAE和△AFB中,∴△CAE≌△AFB.∴EC=AB=4.∴阴影部分的面积为AB·CE=8.
4. (2018,龙东,导学号5892921)如图,在Rt△BCD中,∠CBD=90°,BC=BD,点A在CB的延长线上,且BA=BC,点E在直线BD上移动,过点E作射线EF⊥EA,交CD所在直线于点F.
(1)当点E在线段BD上移动时,如图①所示,求证:BC-DE=DF;
(2)当点E在直线BD上移动时,如图②③所示,线段BC,DE与DF又有怎样的数量关系?请直接写出你的猜想,不需证明.
第4题图
【思路分析】 (1)在BA上截取BH=BE.构造全等三角形即可解决问题.(2)在题图②上的BC上截取BH=BE,同(1)法可证DF=EH.可得DE-BC=DF.在题图③上的BA上截取BH,使得BH=BE.同(1)法可证DF=HE,可得BC+DE=DF.
(1)证明:如答图①,在BA上截取BH=BE,连接HE.
∵AB=BC=BD,BE=BH,
∴AH=ED.
∵∠AEF=∠ABE=90°,
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∴∠AEB+∠FED=90°,∠AEB+∠BAE=90°.
∴∠FED=∠HAE.
∵∠BHE=∠CDB=45°,
∴∠AHE=∠EDF=135°.
∴△AHE≌△EDF.
∴HE=DF.
∴BC-DE=BD-DE=BE=EH=DF.
(2)解:如答图②,在BC上截取BH=BE,连接HE.
同法可证DF=EH.
可得DE-BC=DF.
如答图③,在BA上截取BH,使得BH=BE,连接HE.
同法可证DF=HE.
可得BC+DE=DF.
第4题答图
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