2024年中考 数学专题提升学案 24一线三等角模型(含答案)

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2024年中考 数学专题提升学案 24一线三等角模型(含答案)

资源简介

一线三等角模型
一、同侧型一线三等角
模型解读
图示:
锐角一线三等角
钝角一线三等角
直角一线三等角
【特点】∠1=∠2=∠3
【结论】1.△CAP∽△PBD;
2.当AC=BP或AP=BD或CP=PD时,△CAP≌△PBD
1. 如图,在等边△ABC中,D,E分别是边BC,AC上的点,连接AD,DE,且∠ADE=60°,若BD=4,CE=3,求AB的长.
第1题图
【变式题】
2. 如图,在等边△ABC中,D,E,F分别是边BC,AC,AB上的点,连接DF,DE,且∠FDE=60°,若BC=6,CE=BD=2,求BF的长.
 第2题图
3. 如图,在等腰Rt△ABC中,∠BAC=90°,AB=AC=6,点D,E,F分别在BC,AB,AC边上,且∠EDF=45°,若AE=,BD=BC,求CF的长.
 第3题图
二、异侧型一线三等角
模型解读
图示:
锐角一线三等角
钝角一线三等角
直角一线三等角
【特点】点P在线段BA的延长线上,∠1=∠2=∠3
【结论】1.△CAP∽△PBD;
当AC=BP或AP=BD或CP=PD时,△CAP≌△PBD
4. 如图,在Rt△ABC中,AC=2AB,∠BAC=90°,AE⊥CE于点E,BD⊥AE于点D,若DE=4AD,求cos ∠ABD的值.
 第4题图
【变式题】
5. 如图,在Rt△ABC中,∠BAC=90°,AB=AC,D为BC上一点,连接AD.过点B作BE⊥AD于点E,过点C作CF⊥AD交AD的延长线于点F.若BE=4,CF=1,求EF的长.
 第5题图
6. 如图,在△ABC中,AB=AC,D为BC边上一点,连接AD,E为线段AD上一点,且∠BED=∠BAC,过点C作CF∥BE交AD的延长线于点F.求证:AE=CF.
 第6题图
基础过关
1. 如图,等边三角形ABC的边长为6 cm,动点P从点A出发以2 cm/s的速度沿AB向点B匀速运动,过点P作PQ⊥AB,交边AC于点Q,以PQ为边作等边三角形PQD,使点A,D在PQ异侧,当点D落在BC边上时,点P需移动__________s.
第1题图
2. 如图,CA⊥AD,ED⊥AD,点B是线段AD上的一点,且CB⊥BE.已知AB=8,AC=6,DE=4.
(1)证明:△ABC∽△DEB;
(2)求线段BD的长.
第2题图
3.如图①,小红在学习了三角形相关知识后,对等腰直角三角形进行了探究,在等腰直角三角形ABC中,CA=CB,∠C=90°,过点B作射线BD⊥AB,垂足为点B,点P在CB上.
(1)【动手操作】
如图②,若点P在线段CB上,画出射线PA,并将射线PA绕点P逆时针旋转90°与BD交于点E,根据题意在图中画出图形,图中∠PBE的度数为__________度;
(2)【问题探究】
根据(1)所画图形,探究线段PA与PE的数量关系,并说明理由;
(3)【拓展延伸】
如图③,若点P在射线CB上移动,将射线PA绕点P逆时针旋转90°与BD交于点E,探究线段BA,BP,BE之间的数量关系,并说明理由.
图①
 
图②
 
图③
第3题图
一线三等角模型
1. 解:∵△ABC为等边三角形,
∴AB=BC=AC,∠B=∠C=60°,
∴∠BAD+∠ADB=120°,
∵∠ADE=60°,
∴∠CDE+∠ADB=120°,
∴∠BAD=∠CDE,
∴△ABD∽△DCE,
∴=,即=,
∴AB=16.
2. 解:∵△ABC为等边三角形,
∴∠B=∠C=60°,
∴∠BFD+∠FDB=120°,
∵∠FDE=60°,
∴∠CDE+∠FDB=120°,
∴∠BFD=∠CDE.
在△FBD与△DCE中,

∴△FBD≌△DCE(AAS),
∴BF=DC=BC-BD=4.
3. 解:∵△ABC是等腰直角三角形,AB=AC=6,
∴∠B=∠C=45°,BC=6.
∵∠EDF=45°,
∴∠B=∠C=∠EDF,
∵∠EDC=∠EDF+∠FDC=∠B+∠BED,
∴∠FDC=∠BED,
∴△BED∽△CDF,
∴=,
∵AE=,BD=BC=2,
∴BE=,CD=4,
∴=,
∴CF=.
4. 解:∵∠BAC=90°,AE⊥CE,BD⊥AE,
∴∠BAD+∠EAC=90°,∠EAC+∠ACE=90°,
∴∠BAD=∠ACE,
∵∠BDA=∠AEC=90°,
∴△BAD∽△ACE,
∵AC=2AB,
∴EC=2AD,
∵DE=4AD,
∴AE=DE+AD=5AD,
在Rt△AEC中,由勾股定理,得AC==AD,
∴cos ∠ABD=cos ∠CAE==.
5. 解:∵BE⊥AD,CF⊥AD,
∴∠AEB=∠CFA=90°,
∴∠ABE+∠BAE=90°,
∵∠BAC=90°,
∴∠CAF+∠BAE=90°,
∴∠ABE=∠CAF,
又∵AB=AC,
∴△ABE≌△CAF(AAS),
∴AE=CF=1,AF=BE=4,
∴EF=AF-AE=4-1=3.
6. 证明:如解图,延长AF至点J,使得AJ=BE,连接CJ,
由题意得∠BED=∠ABE+∠BAE,∠BAC=∠BAE+∠CAJ,
∵∠BED=∠BAC,
∴∠ABE=∠CAJ,
在△ABE和△CAJ中,
∴△ABE≌△CAJ(SAS),
∴AE=CJ,∠AEB=∠CJA,
∵BE∥CF,
∴∠BED=∠CFA,
∵∠AEB+∠BED=∠CFA+∠CFJ=180°,
∴∠AEB=∠CFJ,
∴∠CFJ=∠CJA,
∴CJ=CF,
∴AE=CF.
第6题解图
基础过关
1.【解析】如解图,点D落在BC边上,设点P的运动时间为x s.由题意得AP=2x cm,BP=AB-AP=(6-2x)cm.∵PQ⊥AB,∴∠QPA=90°.∵△PQD和△ABC都是等边三角形,∴∠A=∠B=∠DPQ=60°,PQ=PD,∴∠BPD=30°,∴∠PDB=90°,∴PD⊥BC,∴△APQ≌△BDP(AAS),∴BD=AP=2x cm.∵BP=2BD,∴6-2x=4x,解得x=1.
第1题解图
2. (1)证明:∵AC⊥AD,ED⊥AD,
∴∠A=∠D=90°,∠C+∠ABC=90°.
∵CB⊥BE,
∴∠ABC+∠EBD=90°,
∴∠C=∠EBD,
∴△ABC∽△DEB;
(2)解:由(1)得△ABC∽△DEB,
∴=.
∵AB=8,AC=6,DE=4,
∴=,∴BD=3.
3. 解:(1)画出图形如解图①,135;
图①
 
图②
第3题解图
【解法提示】∵CA=CB,∠C=90°,∴∠ABC=×(180°-90°)=45°.又∵BD⊥AB,∴∠ABD=90°,∴∠PBE=∠ABC+∠ABD=135°.
(2)PA=PE.理由如下:
如解图②,过点P作PG∥AB交AC于点G.
∵△ABC为等腰直角三角形,
∴△CPG为等腰直角三角形,
∴CG=CP,∠AGP=∠C+∠CPG=135°.
∴∠PBE=∠AGP.
又∵AC=BC,∴AC-CG=BC-CP,
即GA=PB.
∵∠APE=90°,
∴∠BPE+∠APC=90°.
∵∠C=90°,
∴∠APC+∠CAP=90°,
∴∠BPE=∠CAP.
在△PBE和△AGP中,

∴△PBE≌△AGP(ASA),
∴PA=PE;
【一题多解】 如解图③,连接AE.∵∠ABE=∠APE=90°,
∴A,P,B,E四点在以AE为直径的圆上.
∵=,
∴∠BAE=∠BPE.
又∵∠APE=90°,
∴∠BPE+∠APC=90°.
∵∠C=90°,
∴∠APC+∠CAP=90°,
∴∠BPE=∠CAP=∠BAE.
∵∠BAC=∠BAP+∠CAP=45°,
∴∠BAE+∠BAP=45°,
即∠EAP=45°,
∴△AEP是等腰直角三角形,
∴PA=PE.
第3题解图③
(3)BA=BP+BE或BA=BE-BP.
理由如下:
∵点P在射线CB上移动,∴分情况讨论:
①当点P在线段CB上时,
如解图④,过点E作EH⊥CB交射线CB于点H.
∵∠ABC=45°,∠ABD=90°,
∴∠EBH=45°,即BE=HE.
由(2)可知,∠CAP=∠BPE,PA=PE,
在△PAC和△EPH中,

∴△PAC≌△EPH(AAS),
∴CP=HE,
即BE=CP,
∴CP=BE.
又∵BA=BC,
∴BA=(BP+CP)=(BP+BE)=BP+BE.
图④
图⑤
第3题解图
②当点P在CB的延长线上时,
如解图⑤,过点E作EI⊥CB交射线CB于点I.
∵∠ABC=45°,∠ABD=90°,
∴∠EBI=45°,
即BE=IE.
同理可证,△PAC≌△EPI,
∴CP=IE,
即BE=CP,
∴CP=BE.
又∵BA=BC,
∴BA=(CP-BP)=(BE-BP)=BE-BP.
综上所述,BA,BP,BE之间的数量关系为BA=BP+BE或BA=BE-BP.

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