25.问题情境:如图①,AB//CD,点E在直线AB上,点F在直线CD上,点P在直线AB,CD之间,连接PE,PF.勤奋小组的同学们对该图形进行了研究.
(1)观察猜想:小明猜想∠AEP+∠CFP=∠EPF,他过点P作PQ//AB,如图②,请帮他完成证明过程;
(2)深入探究:小华在帮助小明完善解题过程时,发现用同样的辅助线还可以得到∠BEP,∠EPF,∠PFD之间的关系,请写出这三个角度间满足的关系并完成证明;
(3)问题解决:如图③是天文爱好者小夏在观察北斗七星时所拍摄的画面,绘制北斗七星的位置图时将北斗七星摇光、开阳、玉衡、天权、天玑、天璇、天枢分别标为A,B,C,D,E,F,G,并连接AB,BC,CD,DE,EF,FG.绘制过程中发现摇光、开阳所在的直线AB与天玑、天璇所在的直线EF几乎平行(如图④)(因为距离地球很远,所以近似看作AB//EF).结合上面的探究过程,若∠HBC=36°,∠BCD=168°,∠DEF=103°,则∠CDE=.

(1)观察猜想:小明猜想∠AEP+∠CFP=∠EPF,他过点P作PQ//AB,如图②,请帮他完成证明过程;
(2)深入探究:小华在帮助小明完善解题过程时,发现用同样的辅助线还可以得到∠BEP,∠EPF,∠PFD之间的关系,请写出这三个角度间满足的关系并完成证明;
(3)问题解决:如图③是天文爱好者小夏在观察北斗七星时所拍摄的画面,绘制北斗七星的位置图时将北斗七星摇光、开阳、玉衡、天权、天玑、天璇、天枢分别标为A,B,C,D,E,F,G,并连接AB,BC,CD,DE,EF,FG.绘制过程中发现摇光、开阳所在的直线AB与天玑、天璇所在的直线EF几乎平行(如图④)(因为距离地球很远,所以近似看作AB//EF).结合上面的探究过程,若∠HBC=36°,∠BCD=168°,∠DEF=103°,则∠CDE=.
答案
$\boldsymbol{125°}$
解析
【分析】
本题考查平行线的性质在拐点问题中的应用,解题核心方法是“过拐点作平行线”,利用平行线的传递性得到新的平行关系,再通过内错角相等、同旁内角互补转化角度关系求解。第(1)(2)问是基础的单拐点模型,第(3)问是多拐点的拓展,只需在每个拐点处分别作AB的平行线,套用前面的角度关系推导即可。
【解析】
(1) 证明:过点P作PQ//AB,
∵ AB//CD,根据平行于同一直线的两直线互相平行,可得PQ//AB//CD,
∴ ∠AEP = ∠EPQ(两直线平行,内错角相等),∠CFP = ∠FPQ(两直线平行,内错角相等),
∵ ∠EPF = ∠EPQ + ∠FPQ,
∴ ∠AEP + ∠CFP = ∠EPF。
(2) 三个角的关系为:$\boldsymbol{∠BEP + ∠EPF + ∠PFD = 360°}$,证明如下:
∵ PQ//AB//CD,
∴ ∠BEP + ∠EPQ = 180°(两直线平行,同旁内角互补),∠PFD + ∠FPQ = 180°(两直线平行,同旁内角互补),
两式相加得:∠BEP + ∠EPQ + ∠FPQ + ∠PFD = 360°,
即∠BEP + ∠EPF + ∠PFD = 360°。
(3) 解:过点C作CM//AB,过点D作DN//AB,
∵ AB//EF,
∴ AB//CM//DN//EF,
∵ CM//AB,
∴ ∠BCM = ∠HBC = 36°(两直线平行,内错角相等),
∵ ∠BCD = 168°,
∴ ∠DCM = ∠BCD - ∠BCM = 168° - 36° = 132°,
∵ CM//DN,
∴ ∠DCM + ∠CDN = 180°(两直线平行,同旁内角互补),
∴ ∠CDN = 180° - 132° = 48°,
∵ DN//EF,
∴ ∠EDN + ∠DEF = 180°(两直线平行,同旁内角互补),
已知∠DEF=103°,
∴ ∠EDN = 180° - 103° = 77°,
∴ ∠CDE = ∠CDN + ∠EDN = 48° + 77° = 125°。
【答案】
$\boldsymbol{125°}$
【知识点】
平行线的性质,平行公理推论,拐点角度计算
【点评】
本题属于平行线性质的典型应用题型,从单拐点到多拐点层层递进,解题的核心是掌握“过拐点作平行线”的辅助线作法,能将复杂的多拐点问题拆解为多个基础平行线模型,结合平行线的角度关系进行推导计算。
【难度系数】
0.6
本题考查平行线的性质在拐点问题中的应用,解题核心方法是“过拐点作平行线”,利用平行线的传递性得到新的平行关系,再通过内错角相等、同旁内角互补转化角度关系求解。第(1)(2)问是基础的单拐点模型,第(3)问是多拐点的拓展,只需在每个拐点处分别作AB的平行线,套用前面的角度关系推导即可。
【解析】
(1) 证明:过点P作PQ//AB,
∵ AB//CD,根据平行于同一直线的两直线互相平行,可得PQ//AB//CD,
∴ ∠AEP = ∠EPQ(两直线平行,内错角相等),∠CFP = ∠FPQ(两直线平行,内错角相等),
∵ ∠EPF = ∠EPQ + ∠FPQ,
∴ ∠AEP + ∠CFP = ∠EPF。
(2) 三个角的关系为:$\boldsymbol{∠BEP + ∠EPF + ∠PFD = 360°}$,证明如下:
∵ PQ//AB//CD,
∴ ∠BEP + ∠EPQ = 180°(两直线平行,同旁内角互补),∠PFD + ∠FPQ = 180°(两直线平行,同旁内角互补),
两式相加得:∠BEP + ∠EPQ + ∠FPQ + ∠PFD = 360°,
即∠BEP + ∠EPF + ∠PFD = 360°。
(3) 解:过点C作CM//AB,过点D作DN//AB,
∵ AB//EF,
∴ AB//CM//DN//EF,
∵ CM//AB,
∴ ∠BCM = ∠HBC = 36°(两直线平行,内错角相等),
∵ ∠BCD = 168°,
∴ ∠DCM = ∠BCD - ∠BCM = 168° - 36° = 132°,
∵ CM//DN,
∴ ∠DCM + ∠CDN = 180°(两直线平行,同旁内角互补),
∴ ∠CDN = 180° - 132° = 48°,
∵ DN//EF,
∴ ∠EDN + ∠DEF = 180°(两直线平行,同旁内角互补),
已知∠DEF=103°,
∴ ∠EDN = 180° - 103° = 77°,
∴ ∠CDE = ∠CDN + ∠EDN = 48° + 77° = 125°。
【答案】
$\boldsymbol{125°}$
【知识点】
平行线的性质,平行公理推论,拐点角度计算
【点评】
本题属于平行线性质的典型应用题型,从单拐点到多拐点层层递进,解题的核心是掌握“过拐点作平行线”的辅助线作法,能将复杂的多拐点问题拆解为多个基础平行线模型,结合平行线的角度关系进行推导计算。
【难度系数】
0.6
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