11. 如图(1),油纸伞是中国传统工艺品之一,起源于中国.油纸伞的制作工艺十分巧妙,如图(2),滑套点D沿着中棒AP滑动时,中棒AP始终平分同一平面内两根伞骨所成的∠BAC,伞骨上的点B,C固定不动,且到点A的距离满足AB=AC.
(1)当点D在中棒AP上滑动时,处于同一平面的两根伞骨BD和CD相等吗?请说明理由.
(2)如图(3),当油纸伞撑开时,伞的边缘M,N与点D在同一条直线上.若∠BAC=140°,∠MBD=120°,求∠CDA的度数.
(1)当点D在中棒AP上滑动时,处于同一平面的两根伞骨BD和CD相等吗?请说明理由.
(2)如图(3),当油纸伞撑开时,伞的边缘M,N与点D在同一条直线上.若∠BAC=140°,∠MBD=120°,求∠CDA的度数.
答案
解:(1) BD=CD,理由如下:
∵ AP平分∠BAC,
∴ ∠BAD=∠CAD。
在△ABD和△ACD中,
$\{\begin{array}{l}AB=AC \\∠BAD=∠CAD \\AD=AD\end{array} $
∴ △ABD ≌ △ACD(SAS),
∴ BD=CD。
(2) ∵ AP平分∠BAC,∠BAC=140°,
∴ ∠BAD=∠CAD=$\frac{1}{2}$∠BAC=70°。
∵ 点A、B、M共线,∠MBD=120°,
∴ ∠ABD=180°-∠MBD=60°。
在△ABD中,
∠ADB=180°-∠BAD-∠ABD=180°-70°-60°=50°。
由(1)得△ABD≌△ACD,
∴ ∠CDA=∠ADB=50°。
答:∠CDA的度数为50°。
∵ AP平分∠BAC,
∴ ∠BAD=∠CAD。
在△ABD和△ACD中,
$\{\begin{array}{l}AB=AC \\∠BAD=∠CAD \\AD=AD\end{array} $
∴ △ABD ≌ △ACD(SAS),
∴ BD=CD。
(2) ∵ AP平分∠BAC,∠BAC=140°,
∴ ∠BAD=∠CAD=$\frac{1}{2}$∠BAC=70°。
∵ 点A、B、M共线,∠MBD=120°,
∴ ∠ABD=180°-∠MBD=60°。
在△ABD中,
∠ADB=180°-∠BAD-∠ABD=180°-70°-60°=50°。
由(1)得△ABD≌△ACD,
∴ ∠CDA=∠ADB=50°。
答:∠CDA的度数为50°。
解析
【分析】
(1)要判断BD与CD是否相等,可通过证明两条线段所在的三角形全等推导。已知AB=AC,AP平分∠BAC可得∠BAD=∠CAD,再结合公共边AD,满足SAS全等判定条件,证明△ABD≌△ACD后即可得到对应边相等。
(2)首先根据角平分线的定义求出∠BAD的度数,再利用邻补角的性质算出∠ABD的度数,接着在△ABD中用三角形内角和定理求出∠ADB的度数,最后结合(1)中全等三角形的对应角相等,即可得到∠CDA的度数。
【解析】
(1) BD=CD,理由如下:
∵ AP平分∠BAC,
∴ ∠BAD=∠CAD。
在△ABD和△ACD中,
$\{\begin{array}{l}AB=AC \\∠BAD=∠CAD \\AD=AD\end{array} $
∴ △ABD ≌ △ACD(SAS),
∴ BD=CD。
(2)
∵ AP平分∠BAC,∠BAC=140°,
∴ ∠BAD=∠CAD=$\frac{1}{2}$∠BAC=70°。
∵ 点A、B、M共线,∠MBD=120°,
∴ ∠ABD=180°-∠MBD=60°。
在△ABD中,
∠ADB=180°-∠BAD-∠ABD=180°-70°-60°=50°。
由(1)得△ABD≌△ACD,
∴ ∠CDA=∠ADB=50°。
【答案】
(1) BD=CD,理由见解析;
(2) $\boldsymbol{50°}$
【知识点】
全等三角形的判定与性质,角平分线的定义,三角形内角和定理
【点评】
本题结合传统油纸伞的生活场景考查几何知识的应用,解题核心是熟练掌握全等三角形的判定方法及性质,能结合已知条件将待求结论转化为三角形的边角关系求解,注重对基础几何知识的理解与灵活运用。
【难度系数】
0.7
(1)要判断BD与CD是否相等,可通过证明两条线段所在的三角形全等推导。已知AB=AC,AP平分∠BAC可得∠BAD=∠CAD,再结合公共边AD,满足SAS全等判定条件,证明△ABD≌△ACD后即可得到对应边相等。
(2)首先根据角平分线的定义求出∠BAD的度数,再利用邻补角的性质算出∠ABD的度数,接着在△ABD中用三角形内角和定理求出∠ADB的度数,最后结合(1)中全等三角形的对应角相等,即可得到∠CDA的度数。
【解析】
(1) BD=CD,理由如下:
∵ AP平分∠BAC,
∴ ∠BAD=∠CAD。
在△ABD和△ACD中,
$\{\begin{array}{l}AB=AC \\∠BAD=∠CAD \\AD=AD\end{array} $
∴ △ABD ≌ △ACD(SAS),
∴ BD=CD。
(2)
∵ AP平分∠BAC,∠BAC=140°,
∴ ∠BAD=∠CAD=$\frac{1}{2}$∠BAC=70°。
∵ 点A、B、M共线,∠MBD=120°,
∴ ∠ABD=180°-∠MBD=60°。
在△ABD中,
∠ADB=180°-∠BAD-∠ABD=180°-70°-60°=50°。
由(1)得△ABD≌△ACD,
∴ ∠CDA=∠ADB=50°。
【答案】
(1) BD=CD,理由见解析;
(2) $\boldsymbol{50°}$
【知识点】
全等三角形的判定与性质,角平分线的定义,三角形内角和定理
【点评】
本题结合传统油纸伞的生活场景考查几何知识的应用,解题核心是熟练掌握全等三角形的判定方法及性质,能结合已知条件将待求结论转化为三角形的边角关系求解,注重对基础几何知识的理解与灵活运用。
【难度系数】
0.7
12.(类比探究)已知△ABC和△ADE均为等腰三角形,且∠BAC = ∠DAE,AB = AC,AD=AE。

图(1) 图(2)
(1)如图(1),连接BD,点E在BC上,求证:BC=BD+BE。
(2)如图(2),点E在CB的延长线上,(1)的结论是否成立?若成立,给出证明;若不成立,写出成立的式子,并证明。
图(1) 图(2)
(1)如图(1),连接BD,点E在BC上,求证:BC=BD+BE。
(2)如图(2),点E在CB的延长线上,(1)的结论是否成立?若成立,给出证明;若不成立,写出成立的式子,并证明。
答案
(1) 证明:
∵ ∠BAC = ∠DAE,
∴ ∠BAC - ∠BAE = ∠DAE - ∠BAE,
即 ∠CAE = ∠BAD。
在△BAD和△CAE中,
$\{\begin{array}{l}AD = AE \\∠BAD = ∠CAE \\AB = AC\end{array} $
∴ △BAD ≌ △CAE(SAS)。
∴ BD = CE。
∵ BC = CE + BE,
∴ BC = BD + BE。
---
(2) 解:(1)的结论不成立,成立的式子为$\boldsymbol{BC = BD - BE}$。
证明:
∵ ∠BAC = ∠DAE,
∴ ∠BAC + ∠BAE = ∠DAE + ∠BAE,
即 ∠CAE = ∠BAD。
在△BAD和△CAE中,
$\{\begin{array}{l}AD = AE \\∠BAD = ∠CAE \\AB = AC\end{array} $
∴ △BAD ≌ △CAE(SAS)。
∴ BD = CE。
∵ CE = BC + BE,
∴ BD = BC + BE,
即 $BC = BD - BE$。
∵ ∠BAC = ∠DAE,
∴ ∠BAC - ∠BAE = ∠DAE - ∠BAE,
即 ∠CAE = ∠BAD。
在△BAD和△CAE中,
$\{\begin{array}{l}AD = AE \\∠BAD = ∠CAE \\AB = AC\end{array} $
∴ △BAD ≌ △CAE(SAS)。
∴ BD = CE。
∵ BC = CE + BE,
∴ BC = BD + BE。
---
(2) 解:(1)的结论不成立,成立的式子为$\boldsymbol{BC = BD - BE}$。
证明:
∵ ∠BAC = ∠DAE,
∴ ∠BAC + ∠BAE = ∠DAE + ∠BAE,
即 ∠CAE = ∠BAD。
在△BAD和△CAE中,
$\{\begin{array}{l}AD = AE \\∠BAD = ∠CAE \\AB = AC\end{array} $
∴ △BAD ≌ △CAE(SAS)。
∴ BD = CE。
∵ CE = BC + BE,
∴ BD = BC + BE,
即 $BC = BD - BE$。
解析
【分析】
本题为类比探究类几何证明题,核心思路是通过全等三角形转化对应线段,结合线段和差关系推导结论:
(1) 要证$BC=BD+BE$,观察可知$BC=BE+CE$,因此只需证明$BD=CE$即可。已知$AB=AC$、$AD=AE$,结合$∠ BAC=∠ DAE$,可通过等式性质得到两个三角形的夹角$∠ BAD=∠ CAE$,用SAS判定证明$△ BAD≌△ CAE$,得到$BD=CE$后代入线段和关系即可得证;
(2) 当点$E$在$CB$延长线上时,类比第一问的全等证明思路,此时$∠ BAC$和$∠ DAE$需同时加公共角$∠ BAE$得到相等的夹角,仍可证明$△ BAD≌△ CAE$得到$BD=CE$,此时线段关系变为$CE=BC+BE$,移项即可得到正确结论。
【解析】
(1) 证明:
$\because ∠ BAC = ∠ DAE$,
$\therefore ∠ BAC - ∠ BAE = ∠ DAE - ∠ BAE$,
即 $∠ CAE = ∠ BAD$。
在$△ BAD$和$△ CAE$中,
$\{\begin{array}{l}AD = AE \\∠ BAD = ∠ CAE \\AB = AC\end{array} $
$\therefore △ BAD ≌ △ CAE$(SAS)。
$\therefore BD = CE$。
$\because BC = CE + BE$,
$\therefore BC = BD + BE$。
(2) 解:(1)的结论不成立,成立的式子为$\boldsymbol{BC = BD - BE}$。
证明:
$\because ∠ BAC = ∠ DAE$,
$\therefore ∠ BAC + ∠ BAE = ∠ DAE + ∠ BAE$,
即 $∠ CAE = ∠ BAD$。
在$△ BAD$和$△ CAE$中,
$\{\begin{array}{l}AD = AE \\∠ BAD = ∠ CAE \\AB = AC\end{array} $
$\therefore △ BAD ≌ △ CAE$(SAS)。
$\therefore BD = CE$。
$\because CE = BC + BE$,
$\therefore BD = BC + BE$,
即 $BC = BD - BE$。
【答案】
(1) 可证得$BC=BD+BE$,结论成立;
(2) (1)的结论不成立,成立的结论为$\boldsymbol{BC=BD-BE}$。
【知识点】
SAS全等判定,全等三角形的性质,线段和差计算
【点评】
本题是典型的动态类比探究题型,解题关键是抓住图形位置变化中不变的全等关系,仅根据点的位置调整角、线段的和差推导逻辑,能有效锻炼几何推理能力,解题时需注意不同图形位置下公共角的加减关系,避免混淆线段和差。
【难度系数】
0.6
本题为类比探究类几何证明题,核心思路是通过全等三角形转化对应线段,结合线段和差关系推导结论:
(1) 要证$BC=BD+BE$,观察可知$BC=BE+CE$,因此只需证明$BD=CE$即可。已知$AB=AC$、$AD=AE$,结合$∠ BAC=∠ DAE$,可通过等式性质得到两个三角形的夹角$∠ BAD=∠ CAE$,用SAS判定证明$△ BAD≌△ CAE$,得到$BD=CE$后代入线段和关系即可得证;
(2) 当点$E$在$CB$延长线上时,类比第一问的全等证明思路,此时$∠ BAC$和$∠ DAE$需同时加公共角$∠ BAE$得到相等的夹角,仍可证明$△ BAD≌△ CAE$得到$BD=CE$,此时线段关系变为$CE=BC+BE$,移项即可得到正确结论。
【解析】
(1) 证明:
$\because ∠ BAC = ∠ DAE$,
$\therefore ∠ BAC - ∠ BAE = ∠ DAE - ∠ BAE$,
即 $∠ CAE = ∠ BAD$。
在$△ BAD$和$△ CAE$中,
$\{\begin{array}{l}AD = AE \\∠ BAD = ∠ CAE \\AB = AC\end{array} $
$\therefore △ BAD ≌ △ CAE$(SAS)。
$\therefore BD = CE$。
$\because BC = CE + BE$,
$\therefore BC = BD + BE$。
(2) 解:(1)的结论不成立,成立的式子为$\boldsymbol{BC = BD - BE}$。
证明:
$\because ∠ BAC = ∠ DAE$,
$\therefore ∠ BAC + ∠ BAE = ∠ DAE + ∠ BAE$,
即 $∠ CAE = ∠ BAD$。
在$△ BAD$和$△ CAE$中,
$\{\begin{array}{l}AD = AE \\∠ BAD = ∠ CAE \\AB = AC\end{array} $
$\therefore △ BAD ≌ △ CAE$(SAS)。
$\therefore BD = CE$。
$\because CE = BC + BE$,
$\therefore BD = BC + BE$,
即 $BC = BD - BE$。
【答案】
(1) 可证得$BC=BD+BE$,结论成立;
(2) (1)的结论不成立,成立的结论为$\boldsymbol{BC=BD-BE}$。
【知识点】
SAS全等判定,全等三角形的性质,线段和差计算
【点评】
本题是典型的动态类比探究题型,解题关键是抓住图形位置变化中不变的全等关系,仅根据点的位置调整角、线段的和差推导逻辑,能有效锻炼几何推理能力,解题时需注意不同图形位置下公共角的加减关系,避免混淆线段和差。
【难度系数】
0.6
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