7. [2026淮南期末]如图,已知$∠ C = ∠ D,AC = AD$,增加下列条件仍不能判定$△ ABC ≌ △ AED$的是(

A.$AB = AE$
B.$BC = ED$
C.$∠ 1 = ∠ 2$
D.$∠ B = ∠ E$
A
)A.$AB = AE$
B.$BC = ED$
C.$∠ 1 = ∠ 2$
D.$∠ B = ∠ E$
答案
7 A 逐项分析如下:
| 添加条件 | 已知条件 | 判定依据 | 能否判定$△ ABC≌△ AED$ |
| ---- | ---- | ---- | ---- |
| A. $AB = AE$ | μltirow{4}{*}{$∠ C = ∠ D$, $AC = AD$} | | 否 |
| B. $BC = ED$ | | SAS | 能 |
| C. $∠ 1 = ∠ 2$ | | ASA | 能 |
| D. $∠ B = ∠ E$ | | AAS | 能 |
| 添加条件 | 已知条件 | 判定依据 | 能否判定$△ ABC≌△ AED$ |
| ---- | ---- | ---- | ---- |
| A. $AB = AE$ | μltirow{4}{*}{$∠ C = ∠ D$, $AC = AD$} | | 否 |
| B. $BC = ED$ | | SAS | 能 |
| C. $∠ 1 = ∠ 2$ | | ASA | 能 |
| D. $∠ B = ∠ E$ | | AAS | 能 |
解析
【分析】
解题时首先明确已知条件:△ABC和△AED中,∠C=∠D,AC=AD。接下来回忆三角形全等的判定定理:SAS、ASA、AAS、SSS,注意两边及其中一边的对角相等(SSA)不能判定三角形全等。最后逐一将各选项的附加条件代入,验证是否满足全等判定定理,即可选出符合要求的选项。
【解析】
已知△ABC和△AED中,∠C=∠D,AC=AD,逐项分析如下:
A. 若添加$AB=AE$,此时条件为两边及其中一边的对角相等(SSA),不符合三角形全等的判定定理,不能判定$△ ABC ≌ △ AED$;
B. 若添加$BC=ED$,满足$\begin{cases} AC=AD \\ ∠ C=∠ D \\ BC=ED \end{cases}$,符合SAS判定定理,可判定$△ ABC ≌ △ AED$;
C. 若添加$∠ 1=∠ 2$,可得$∠ 1+∠ EAB=∠ 2+∠ EAB$,即$∠ CAB=∠ DAE$,满足$\begin{cases} ∠ C=∠ D \\ AC=AD \\ ∠ CAB=∠ DAE \end{cases}$,符合ASA判定定理,可判定$△ ABC ≌ △ AED$;
D. 若添加$∠ B=∠ E$,满足$\begin{cases} ∠ B=∠ E \\ ∠ C=∠ D \\ AC=AD \end{cases}$,符合AAS判定定理,可判定$△ ABC ≌ △ AED$。
综上,答案选A。
【答案】
A
【知识点】
全等三角形的判定,角的和差性质
【点评】
本题考查全等三角形判定定理的应用,要求学生熟练掌握各判定定理的适用条件,尤其注意SSA不能作为三角形全等的判定依据,做题时需结合已知条件逐一验证选项,避免混淆判定规则出错。
【难度系数】
0.7
解题时首先明确已知条件:△ABC和△AED中,∠C=∠D,AC=AD。接下来回忆三角形全等的判定定理:SAS、ASA、AAS、SSS,注意两边及其中一边的对角相等(SSA)不能判定三角形全等。最后逐一将各选项的附加条件代入,验证是否满足全等判定定理,即可选出符合要求的选项。
【解析】
已知△ABC和△AED中,∠C=∠D,AC=AD,逐项分析如下:
A. 若添加$AB=AE$,此时条件为两边及其中一边的对角相等(SSA),不符合三角形全等的判定定理,不能判定$△ ABC ≌ △ AED$;
B. 若添加$BC=ED$,满足$\begin{cases} AC=AD \\ ∠ C=∠ D \\ BC=ED \end{cases}$,符合SAS判定定理,可判定$△ ABC ≌ △ AED$;
C. 若添加$∠ 1=∠ 2$,可得$∠ 1+∠ EAB=∠ 2+∠ EAB$,即$∠ CAB=∠ DAE$,满足$\begin{cases} ∠ C=∠ D \\ AC=AD \\ ∠ CAB=∠ DAE \end{cases}$,符合ASA判定定理,可判定$△ ABC ≌ △ AED$;
D. 若添加$∠ B=∠ E$,满足$\begin{cases} ∠ B=∠ E \\ ∠ C=∠ D \\ AC=AD \end{cases}$,符合AAS判定定理,可判定$△ ABC ≌ △ AED$。
综上,答案选A。
【答案】
A
【知识点】
全等三角形的判定,角的和差性质
【点评】
本题考查全等三角形判定定理的应用,要求学生熟练掌握各判定定理的适用条件,尤其注意SSA不能作为三角形全等的判定依据,做题时需结合已知条件逐一验证选项,避免混淆判定规则出错。
【难度系数】
0.7
8. [2026邯郸段考]如图,把长短确定的两根木棍AB,AC的一端固定在A处,和第三根木棍BM(BM足够长)摆出△ABC.保持∠ABC不变,木棍AC绕A转动得到△ABD,这说明(

A.有三边分别相等的两个三角形全等
B.有两角和它们的夹边对应相等的两个三角形全等
C.两边和它们的夹角分别相等的两个三角形全等
D.有两边和其中一边的对角分别相等的两个三角形不一定全等
D
)A.有三边分别相等的两个三角形全等
B.有两角和它们的夹边对应相等的两个三角形全等
C.两边和它们的夹角分别相等的两个三角形全等
D.有两边和其中一边的对角分别相等的两个三角形不一定全等
答案
8 D 由题意可知 $AB = AB, AC = AD, ∠ ABC = ∠ ABD$, 但无法推导出$△ ABC$ 与$△ ABD$ 全等, 即有两边和其中一边的对角分别相等的两个三角形不一定全等.
解析
【分析】解题时首先梳理△ABC和△ABD的相等元素:AB是公共边,长度不变;AC转动得到AD,故AC=AD;∠ABC固定不变,故∠ABC=∠ABD。再结合三角形全等的判定定理分析,这组条件属于两边及其中一边的对角相等(SSA),此时两个三角形不全等,对应选项即可得出答案。
【解析】解:根据题意可得,△ABC和△ABD满足以下条件:
① AB为公共边,因此$AB=AB$;
② 木棍AC绕点A转动得到AD,因此$AC=AD$;
③ 保持∠ABC不变,因此$∠ABC=∠ABD$。
以上条件是两边和其中一边的对角对应相等,此时△ABC与△ABD并不全等,说明有两边和其中一边的对角分别相等的两个三角形不一定全等。
对选项逐一判断:
A选项:题中无三边分别相等的条件,不符合题意;
B选项:题中仅给出一组角相等,不满足两角及夹边对应相等的要求,不符合题意;
C选项:题中相等的角不是两组相等边的夹角,不满足两边及夹角对应相等的要求,不符合题意;
D选项:与推导结论一致,符合题意。
【答案】D
【知识点】三角形全等的判定
【点评】本题结合实际操作场景考查三角形全等的判定条件,易错点是容易混淆“SAS”和“SSA”的适用场景,需明确只有两边和它们的夹角对应相等才能判定三角形全等,两边和其中一边的对角对应相等不能判定全等。
【难度系数】0.7
【解析】解:根据题意可得,△ABC和△ABD满足以下条件:
① AB为公共边,因此$AB=AB$;
② 木棍AC绕点A转动得到AD,因此$AC=AD$;
③ 保持∠ABC不变,因此$∠ABC=∠ABD$。
以上条件是两边和其中一边的对角对应相等,此时△ABC与△ABD并不全等,说明有两边和其中一边的对角分别相等的两个三角形不一定全等。
对选项逐一判断:
A选项:题中无三边分别相等的条件,不符合题意;
B选项:题中仅给出一组角相等,不满足两角及夹边对应相等的要求,不符合题意;
C选项:题中相等的角不是两组相等边的夹角,不满足两边及夹角对应相等的要求,不符合题意;
D选项:与推导结论一致,符合题意。
【答案】D
【知识点】三角形全等的判定
【点评】本题结合实际操作场景考查三角形全等的判定条件,易错点是容易混淆“SAS”和“SSA”的适用场景,需明确只有两边和它们的夹角对应相等才能判定三角形全等,两边和其中一边的对角对应相等不能判定全等。
【难度系数】0.7
9. [2026榆林段考]如图,已知BD是$△ ABC$的中线,CF是$△ BCD$的中线,$AE // CF$交BD的延长线于点E. 若$△ ADE$的面积为3,则$△ ABC$的面积是
12
。答案
9 12 解题思路:由 BD 是$△ ABC$ 的中线, 得 $CD = AD$, 由 $AE// CF$, 得 $∠ DFC = ∠ E$, 而 $∠ CDF = ∠ ADE$, 即可根据“AAS”证明$△ CDF≌△ ADE$, 则 $S_{△ CDF}=S_{△ ADE}=3$, 再由中线的性质, 得 $S_{△ ABC}=4S_{△ CDF}=12.$
$\because BD$ 是$△ ABC$ 的中线, $\therefore CD = AD. \because AE// CF, \therefore ∠ DFC = ∠ E.$ 在$△ CDF$ 和$△ ADE$ 中, $\begin{cases} ∠ CDF = ∠ ADE, \\ ∠ DFC = ∠ E, \\ CD = AD, \end{cases}$$\therefore △ CDF≌△ ADE(\mathrm{AAS}), \therefore S_{△ CDF}=S_{△ ADE}=3. \because CF$ 是$△ BCD$ 的中线, $\therefore S_{△ CBD}=2S_{△ CDF}. \because BD$ 是$△ ABC$ 的中线, $\therefore S_{△ ABC}=2S_{△ CBD}=4S_{△ CDF}=12.$
$\because BD$ 是$△ ABC$ 的中线, $\therefore CD = AD. \because AE// CF, \therefore ∠ DFC = ∠ E.$ 在$△ CDF$ 和$△ ADE$ 中, $\begin{cases} ∠ CDF = ∠ ADE, \\ ∠ DFC = ∠ E, \\ CD = AD, \end{cases}$$\therefore △ CDF≌△ ADE(\mathrm{AAS}), \therefore S_{△ CDF}=S_{△ ADE}=3. \because CF$ 是$△ BCD$ 的中线, $\therefore S_{△ CBD}=2S_{△ CDF}. \because BD$ 是$△ ABC$ 的中线, $\therefore S_{△ ABC}=2S_{△ CBD}=4S_{△ CDF}=12.$
解析
【分析】
解题时先梳理已知条件:首先由BD是△ABC的中线可得AD=CD,由AE//CF可得内错角相等,结合对顶角相等,可先证明△CDF和△ADE全等,得到二者面积相等;再利用三角形中线的性质:三角形的中线将三角形分为面积相等的两个小三角形,依次推导△BCD、△ABC的面积即可。
【解析】
∵ BD是$△ ABC$的中线,$\therefore CD = AD$。
$\because AE// CF$,$\therefore ∠ DFC = ∠ E$。
在$△ CDF$ 和$△ ADE$ 中,
$\begin{cases} ∠ CDF = ∠ ADE, \\ ∠ DFC = ∠ E, \\ CD = AD, \end{cases}$
$\therefore △ CDF≌△ ADE(\mathrm{AAS})$,$\therefore S_{△ CDF}=S_{△ ADE}=3$。
$\because CF$ 是$△ BCD$ 的中线,$\therefore S_{△ CBD}=2S_{△ CDF}=2×3=6$。
$\because BD$ 是$△ ABC$ 的中线,$\therefore S_{△ ABC}=2S_{△ CBD}=2×6=12$。
【答案】
12
【知识点】
全等三角形的判定与性质,三角形中线的性质,平行线的性质
【点评】
本题将全等三角形判定与三角形面积计算相结合,解题关键是先通过全等转化已知的小三角形面积,再多次利用中线等分三角形面积的性质推导所求面积,能较好考查学生的逻辑推导能力。
【难度系数】
0.6
解题时先梳理已知条件:首先由BD是△ABC的中线可得AD=CD,由AE//CF可得内错角相等,结合对顶角相等,可先证明△CDF和△ADE全等,得到二者面积相等;再利用三角形中线的性质:三角形的中线将三角形分为面积相等的两个小三角形,依次推导△BCD、△ABC的面积即可。
【解析】
∵ BD是$△ ABC$的中线,$\therefore CD = AD$。
$\because AE// CF$,$\therefore ∠ DFC = ∠ E$。
在$△ CDF$ 和$△ ADE$ 中,
$\begin{cases} ∠ CDF = ∠ ADE, \\ ∠ DFC = ∠ E, \\ CD = AD, \end{cases}$
$\therefore △ CDF≌△ ADE(\mathrm{AAS})$,$\therefore S_{△ CDF}=S_{△ ADE}=3$。
$\because CF$ 是$△ BCD$ 的中线,$\therefore S_{△ CBD}=2S_{△ CDF}=2×3=6$。
$\because BD$ 是$△ ABC$ 的中线,$\therefore S_{△ ABC}=2S_{△ CBD}=2×6=12$。
【答案】
12
【知识点】
全等三角形的判定与性质,三角形中线的性质,平行线的性质
【点评】
本题将全等三角形判定与三角形面积计算相结合,解题关键是先通过全等转化已知的小三角形面积,再多次利用中线等分三角形面积的性质推导所求面积,能较好考查学生的逻辑推导能力。
【难度系数】
0.6
10. [2026合肥庐阳区段考] 如图,在$△ ABC$中,$∠ ACB = 90°, CE ⊥ AB$于点$E, AD = AC, AF$平分$∠ CAB$交$CE$于点$F, DF$的延长线交$AC$于点$G$.
求证:(1)$△ ACF ≌ △ ADF$;
(2)$DF // BC$;
(3)$FG = FE$.

求证:(1)$△ ACF ≌ △ ADF$;
(2)$DF // BC$;
(3)$FG = FE$.
答案
10 证明:(1)$\because AF$ 平分$∠ CAB, \therefore ∠ CAF = ∠ DAF.$
在$△ ACF$ 和$△ ADF$ 中, $\begin{cases} AC = AD, \\ ∠ CAF = ∠ DAF, \\ AF = AF, \end{cases}$
$\therefore △ ACF≌△ ADF(\mathrm{SAS}).$
(2)$\because ∠ ACB = 90°, CE⊥ AB,$
$\therefore ∠ ACE + ∠ CAE = 90°, ∠ CAE + ∠ B = 90°,$
$\therefore ∠ ACF = ∠ B($同角的余角相等$).$
$\because △ ACF≌△ ADF, \therefore ∠ ACF = ∠ ADF,$
$\therefore ∠ ADF = ∠ B, \therefore DF// BC.$
(3)$\because DF// BC, \therefore ∠ AGF = ∠ ACB = 90°.$
$\because CE⊥ AB, \therefore ∠ AEF = 90°, \therefore ∠ AGF = ∠ AEF.$
在$△ AGF$ 和$△ AEF$ 中, $\begin{cases} ∠ AGF = ∠ AEF, \\ ∠ GAF = ∠ EAF, \\ AF = AF, \end{cases}$
$\therefore △ AGF≌△ AEF(\mathrm{AAS}), \therefore FG = FE.$
在$△ ACF$ 和$△ ADF$ 中, $\begin{cases} AC = AD, \\ ∠ CAF = ∠ DAF, \\ AF = AF, \end{cases}$
$\therefore △ ACF≌△ ADF(\mathrm{SAS}).$
(2)$\because ∠ ACB = 90°, CE⊥ AB,$
$\therefore ∠ ACE + ∠ CAE = 90°, ∠ CAE + ∠ B = 90°,$
$\therefore ∠ ACF = ∠ B($同角的余角相等$).$
$\because △ ACF≌△ ADF, \therefore ∠ ACF = ∠ ADF,$
$\therefore ∠ ADF = ∠ B, \therefore DF// BC.$
(3)$\because DF// BC, \therefore ∠ AGF = ∠ ACB = 90°.$
$\because CE⊥ AB, \therefore ∠ AEF = 90°, \therefore ∠ AGF = ∠ AEF.$
在$△ AGF$ 和$△ AEF$ 中, $\begin{cases} ∠ AGF = ∠ AEF, \\ ∠ GAF = ∠ EAF, \\ AF = AF, \end{cases}$
$\therefore △ AGF≌△ AEF(\mathrm{AAS}), \therefore FG = FE.$
解析
【分析】
(1) 要证明△ACF≌△ADF,先梳理已知条件:AF平分∠CAB可得∠CAF=∠DAF,题目直接给出AC=AD,还有公共边AF,刚好符合SAS全等判定的条件,即可完成证明。
(2) 要证明DF//BC,可通过证明同位角相等实现。首先由∠ACB=90°、CE⊥AB,利用同角的余角相等可推出∠ACF=∠B;再结合(1)中全等三角形的对应角相等,得∠ACF=∠ADF,等量代换得∠ADF=∠B,根据同位角相等两直线平行即可得证。
(3) 要证明FG=FE,可证明两条线段所在的△AGF和△AEF全等。首先由DF//BC可得∠AGF=∠ACB=90°,结合CE⊥AB得∠AEF=90°,即两个三角形有一组对应角相等;再结合AF是角平分线可得∠GAF=∠EAF,还有公共边AF,符合AAS全等判定条件,证得全等后即可得到对应边FG=FE。
【解析】
(1) $\because AF$ 平分$∠ CAB, \therefore ∠ CAF = ∠ DAF.$
在$△ ACF$ 和$△ ADF$ 中, $\begin{cases} AC = AD, \\ ∠ CAF = ∠ DAF, \\ AF = AF, \end{cases}$
$\therefore △ ACF≌△ ADF(\mathrm{SAS}).$
(2) $\because ∠ ACB = 90°, CE⊥ AB,$
$\therefore ∠ ACE + ∠ CAE = 90°, ∠ CAE + ∠ B = 90°,$
$\therefore ∠ ACF = ∠ B($同角的余角相等$).$
$\because △ ACF≌△ ADF, \therefore ∠ ACF = ∠ ADF,$
$\therefore ∠ ADF = ∠ B, \therefore DF// BC.$
(3) $\because DF// BC, \therefore ∠ AGF = ∠ ACB = 90°.$
$\because CE⊥ AB, \therefore ∠ AEF = 90°, \therefore ∠ AGF = ∠ AEF.$
在$△ AGF$ 和$△ AEF$ 中, $\begin{cases} ∠ AGF = ∠ AEF, \\ ∠ GAF = ∠ EAF, \\ AF = AF, \end{cases}$
$\therefore △ AGF≌△ AEF(\mathrm{AAS}), \therefore FG = FE.$
【答案】
(1) $△ ACF≌△ ADF$成立;
(2) $DF// BC$成立;
(3) $FG=FE$成立。
【知识点】
全等三角形的判定与性质,平行线的判定,余角的性质
【点评】
本题是几何证明的基础综合题,小问之间关联性强,前一问的结论可直接作为后一问的推理条件,解题时需熟练运用全等判定、平行线判定等相关知识逐步推导,能够锻炼几何逻辑推理能力。
【难度系数】
0.7
(1) 要证明△ACF≌△ADF,先梳理已知条件:AF平分∠CAB可得∠CAF=∠DAF,题目直接给出AC=AD,还有公共边AF,刚好符合SAS全等判定的条件,即可完成证明。
(2) 要证明DF//BC,可通过证明同位角相等实现。首先由∠ACB=90°、CE⊥AB,利用同角的余角相等可推出∠ACF=∠B;再结合(1)中全等三角形的对应角相等,得∠ACF=∠ADF,等量代换得∠ADF=∠B,根据同位角相等两直线平行即可得证。
(3) 要证明FG=FE,可证明两条线段所在的△AGF和△AEF全等。首先由DF//BC可得∠AGF=∠ACB=90°,结合CE⊥AB得∠AEF=90°,即两个三角形有一组对应角相等;再结合AF是角平分线可得∠GAF=∠EAF,还有公共边AF,符合AAS全等判定条件,证得全等后即可得到对应边FG=FE。
【解析】
(1) $\because AF$ 平分$∠ CAB, \therefore ∠ CAF = ∠ DAF.$
在$△ ACF$ 和$△ ADF$ 中, $\begin{cases} AC = AD, \\ ∠ CAF = ∠ DAF, \\ AF = AF, \end{cases}$
$\therefore △ ACF≌△ ADF(\mathrm{SAS}).$
(2) $\because ∠ ACB = 90°, CE⊥ AB,$
$\therefore ∠ ACE + ∠ CAE = 90°, ∠ CAE + ∠ B = 90°,$
$\therefore ∠ ACF = ∠ B($同角的余角相等$).$
$\because △ ACF≌△ ADF, \therefore ∠ ACF = ∠ ADF,$
$\therefore ∠ ADF = ∠ B, \therefore DF// BC.$
(3) $\because DF// BC, \therefore ∠ AGF = ∠ ACB = 90°.$
$\because CE⊥ AB, \therefore ∠ AEF = 90°, \therefore ∠ AGF = ∠ AEF.$
在$△ AGF$ 和$△ AEF$ 中, $\begin{cases} ∠ AGF = ∠ AEF, \\ ∠ GAF = ∠ EAF, \\ AF = AF, \end{cases}$
$\therefore △ AGF≌△ AEF(\mathrm{AAS}), \therefore FG = FE.$
【答案】
(1) $△ ACF≌△ ADF$成立;
(2) $DF// BC$成立;
(3) $FG=FE$成立。
【知识点】
全等三角形的判定与性质,平行线的判定,余角的性质
【点评】
本题是几何证明的基础综合题,小问之间关联性强,前一问的结论可直接作为后一问的推理条件,解题时需熟练运用全等判定、平行线判定等相关知识逐步推导,能够锻炼几何逻辑推理能力。
【难度系数】
0.7
11. 推理能力 已知CD是经过∠BCA的顶点C的一条直线,CA = CB. E,F是直线CD上两点(不重合),且∠BEC = ∠CFA = α.
(1)若直线CD经过∠BCA的内部,且E,F在射线CD上,请解决下列问题:
①若∠BCA = 90°, α = 90°,请在图1中补全图形,并证明:BE = CF,EF = |BE - AF|;
②如图2,若0° < ∠BCA < 180°,请添加一个关于α与∠BCA关系的条件:
(2)如图3,若直线CD不经过∠BCA的内部,α = ∠BCA,请写出关于EF,BE,AF三条线段数量关系的合理猜想.(不要求证明)

(1)若直线CD经过∠BCA的内部,且E,F在射线CD上,请解决下列问题:
①若∠BCA = 90°, α = 90°,请在图1中补全图形,并证明:BE = CF,EF = |BE - AF|;
②如图2,若0° < ∠BCA < 180°,请添加一个关于α与∠BCA关系的条件:
α + ∠BCA = 180°
,使①中的两个结论仍然成立.(2)如图3,若直线CD不经过∠BCA的内部,α = ∠BCA,请写出关于EF,BE,AF三条线段数量关系的合理猜想.(不要求证明)
答案
11 解:(1)①当点 E 在点 F 左侧时,如图所示.
证明如下:
由题意可知$∠ BEC = ∠ CFA = 90°,$
$\therefore ∠ CBE + ∠ BCE = 90°.$
$\because ∠ BCA = 90°, \therefore ∠ BCE + ∠ ACF = 90°,$
$\therefore ∠ CBE = ∠ ACF.$
在$△ BCE$ 和$△ CAF$ 中, $\begin{cases} ∠ CBE = ∠ ACF, \\ ∠ BEC = ∠ CFA, \\ BC = CA, \end{cases}$
$\therefore △ BCE≌△ CAF(\mathrm{AAS}), \therefore BE = CF, CE = AF,$
$\therefore EF = CF - CE = BE - AF.$
当点 E 在点 F 右侧时,同理可证 $BE = CF, EF = AF - BE.$
综上,$BE = CF, EF = |BE - AF|.$
②$α + ∠ BCA = 180°$
当点 E 在点 F 左侧时,如题图 2. $\because ∠ BEC = ∠ CFA = α, α + ∠ BCA = 180°, \therefore ∠ CBE = ∠ ACF.$ 在$△ BCE$ 和$△ CAF$ 中,
$\begin{cases} ∠ CBE = ∠ ACF, \\ ∠ BEC = ∠ CFA, \\ BC = CA, \end{cases}$$\therefore △ BCE ≌ △ CAF (\mathrm{AAS}), \therefore BE = CF, CE = AF, \therefore EF = CF - CE = BE - AF.$ 当点 E 在点 F 右侧时,同理可证 $BE = CF, EF = AF - BE.$ 综上,$BE = CF, EF = |BE - AF|.$
(2)猜想:$EF = BE + AF.$
$\because ∠ BEC = ∠ CFA = ∠ BCA = α, ∠ EBC + ∠ BCE + ∠ BEC = 180°, ∠ BCE + ∠ FCA + ∠ BCA = 180°, \therefore ∠ EBC = ∠ FCA.$ 在$△ BEC$ 和$△ CFA$ 中, $\begin{cases} ∠ EBC = ∠ FCA, \\ ∠ BEC = ∠ CFA, \\ BC = CA, \end{cases}$$\therefore △ BEC ≌ △ CFA(\mathrm{AAS}), \therefore AF = CE, BE = CF. \because EF = CE + CF, \therefore EF = BE + AF.$
解析
【分析】
这道题以过角顶点的直线为背景,考查三角形全等的判定与性质,解题思路如下:
1. 对于(1)①:已知∠BCA和α都是90°,首先利用直角三角形两锐角互余,推出∠CBE和∠ACF相等,结合已知的∠BEC=∠CFA、CB=CA,用AAS证明△BCE≌△CAF,得到对应边BE=CF、CE=AF,再根据线段的和差关系,结合E、F的位置分类讨论,即可推出EF=|BE-AF|。
2. 对于(1)②:要使①的结论成立,核心是能推出∠CBE=∠ACF,从而证明两个三角形全等。结合三角形内角和为180°,可得需要添加的条件为α+∠BCA=180°,这样就能通过角的和差推导得到相等的角,沿用①的思路证明结论。
3. 对于(2):直线CD在∠BCA外部,同样先利用角的和差推出∠EBC=∠FCA,证明△BEC≌△CFA,得到对应边相等后,结合EF是CE和CF的和,即可推出三条线段的数量关系。
【解析】
(1)①补全图形如图所示:
证明:
∵∠BEC=∠CFA=90°,
∴∠CBE+∠BCE=90°(直角三角形两锐角互余)。
又
∵∠BCA=90°,即∠BCE+∠ACF=90°,
∴∠CBE=∠ACF(同角的余角相等)。
在△BCE和△CAF中:
$\begin{cases} ∠CBE=∠ACF \\ ∠BEC=∠CFA \\ BC=CA \end{cases}$
∴△BCE≌△CAF(AAS),
∴BE=CF,CE=AF(全等三角形对应边相等)。
当E在F左侧时,EF=CF-CE=BE-AF;
当E在F右侧时,同理可证BE=CF,EF=AF-BE;
综上,BE=CF,EF=|BE-AF|。
②添加条件$\boldsymbol{α+∠BCA=180°}$时,①的结论仍然成立,证明如下:
∵∠BEC=∠CFA=α,α+∠BCA=180°,
∴∠CBE+∠BCE=180°-α=∠BCA,
又
∵∠BCE+∠ACF=∠BCA,
∴∠CBE=∠ACF。
在△BCE和△CAF中:
$\begin{cases} ∠CBE=∠ACF \\ ∠BEC=∠CFA \\ BC=CA \end{cases}$
∴△BCE≌△CAF(AAS),
∴BE=CF,CE=AF。
同理结合E、F的位置分类讨论,可得EF=|BE-AF|。
(2)猜想$\boldsymbol{EF=BE+AF}$,推导如下:
∵∠BEC=∠CFA=∠BCA=α,
∴∠EBC+∠BCE=180°-α,∠BCE+∠FCA=180°-α,
∴∠EBC=∠FCA。
在△BEC和△CFA中:
$\begin{cases} ∠EBC=∠FCA \\ ∠BEC=∠CFA \\ BC=CA \end{cases}$
∴△BEC≌△CFA(AAS),
∴AF=CE,BE=CF,
又
∵EF=CE+CF,
∴EF=BE+AF。
【答案】
(1)①补全图形见
,结论为$BE=CF$,$EF=|BE-AF|$,证明见解析;
②$\boldsymbol{α+∠BCA=180°}$;
(2)$\boldsymbol{EF=BE+AF}$
【知识点】
全等三角形的判定(AAS),全等三角形的性质,角度和差计算
【点评】
本题是三角形全等的典型探究题,需要结合角度的和差关系推导全等所需的角相等条件,同时要考虑E、F的位置进行分类讨论,考查逻辑推理能力和几何探究能力,对全等判定的灵活运用要求较高。
【难度系数】
0.6
这道题以过角顶点的直线为背景,考查三角形全等的判定与性质,解题思路如下:
1. 对于(1)①:已知∠BCA和α都是90°,首先利用直角三角形两锐角互余,推出∠CBE和∠ACF相等,结合已知的∠BEC=∠CFA、CB=CA,用AAS证明△BCE≌△CAF,得到对应边BE=CF、CE=AF,再根据线段的和差关系,结合E、F的位置分类讨论,即可推出EF=|BE-AF|。
2. 对于(1)②:要使①的结论成立,核心是能推出∠CBE=∠ACF,从而证明两个三角形全等。结合三角形内角和为180°,可得需要添加的条件为α+∠BCA=180°,这样就能通过角的和差推导得到相等的角,沿用①的思路证明结论。
3. 对于(2):直线CD在∠BCA外部,同样先利用角的和差推出∠EBC=∠FCA,证明△BEC≌△CFA,得到对应边相等后,结合EF是CE和CF的和,即可推出三条线段的数量关系。
【解析】
(1)①补全图形如图所示:
证明:
∵∠BEC=∠CFA=90°,
∴∠CBE+∠BCE=90°(直角三角形两锐角互余)。
又
∵∠BCA=90°,即∠BCE+∠ACF=90°,
∴∠CBE=∠ACF(同角的余角相等)。
在△BCE和△CAF中:
$\begin{cases} ∠CBE=∠ACF \\ ∠BEC=∠CFA \\ BC=CA \end{cases}$
∴△BCE≌△CAF(AAS),
∴BE=CF,CE=AF(全等三角形对应边相等)。
当E在F左侧时,EF=CF-CE=BE-AF;
当E在F右侧时,同理可证BE=CF,EF=AF-BE;
综上,BE=CF,EF=|BE-AF|。
②添加条件$\boldsymbol{α+∠BCA=180°}$时,①的结论仍然成立,证明如下:
∵∠BEC=∠CFA=α,α+∠BCA=180°,
∴∠CBE+∠BCE=180°-α=∠BCA,
又
∵∠BCE+∠ACF=∠BCA,
∴∠CBE=∠ACF。
在△BCE和△CAF中:
$\begin{cases} ∠CBE=∠ACF \\ ∠BEC=∠CFA \\ BC=CA \end{cases}$
∴△BCE≌△CAF(AAS),
∴BE=CF,CE=AF。
同理结合E、F的位置分类讨论,可得EF=|BE-AF|。
(2)猜想$\boldsymbol{EF=BE+AF}$,推导如下:
∵∠BEC=∠CFA=∠BCA=α,
∴∠EBC+∠BCE=180°-α,∠BCE+∠FCA=180°-α,
∴∠EBC=∠FCA。
在△BEC和△CFA中:
$\begin{cases} ∠EBC=∠FCA \\ ∠BEC=∠CFA \\ BC=CA \end{cases}$
∴△BEC≌△CFA(AAS),
∴AF=CE,BE=CF,
又
∵EF=CE+CF,
∴EF=BE+AF。
【答案】
(1)①补全图形见
②$\boldsymbol{α+∠BCA=180°}$;
(2)$\boldsymbol{EF=BE+AF}$
【知识点】
全等三角形的判定(AAS),全等三角形的性质,角度和差计算
【点评】
本题是三角形全等的典型探究题,需要结合角度的和差关系推导全等所需的角相等条件,同时要考虑E、F的位置进行分类讨论,考查逻辑推理能力和几何探究能力,对全等判定的灵活运用要求较高。
【难度系数】
0.6
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