【培优提升】 平行线的几何模型作辅助线 (含解析)

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【培优提升】 平行线的几何模型作辅助线 (含解析)

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【培优提升】 平行线的几何模型作辅助线
类型一 猪蹄模型
例1
1.如图,,猜想与有怎样的位置关系,并说明理由.
2.(1)如图①,已知,探究与有怎样的位置关系;
(2)如图②,已知,试猜想之间的数量关系,并说明理由;
(3)如图③,已知,试猜想之间的数量关系,请直接写出这种关系,不用说明理由.

3.如图,为之间的一点,已知,,则的度数为( )
A. B. C. D.
4.【模型发现】数学兴趣小组的同学在活动中发现:图①中的几何图形,很像小猪的猪蹄,于是将这个图形称为“猪蹄模型”,“猪蹄模型”中蕴含着角的数量关系.
(1)如图①,,M是之间的一点,连接,若,求的度数;
【灵活运用】
(2)如图②,是之间的两点,当时,请找出和之间的数量关系,并说明理由;
【拓展延伸】
(3)如图③,均是之间的点,如果,直接写出的度数.
类型二 铅笔头模型
例2(2022春 江源区期中)
5.(1)如图,若AB∥DE,∠B=135°,∠D=145°,你能求出∠C的度数吗?
(2)在AB∥DE的条件下,你能得出∠B、∠C、∠D之间的数量关系吗?并说明理由.

6.如图所示,,,,则的度数是( )
A. B. C. D.
7.如图,是赛车跑道的一段示意图,其中,测得,,则的度数为(  )

A. B. C. D.
8.如图,已知,,,则的度数为(  )

A. B. C. D.
9.(1)如图①,已知,你能得出,,之间的数量关系吗?请说明理由;
(2)如图②,已知,根据(1)中的猜想,直接写出的度数.
类型三 小马图
例3
10.如图,,则有何关系?为什么?
11.【信息阅读】
材料信息:
如图①,,点是直线,外任意一点,连接,.
方法信息:
如图②,在“材料信息”的条件下,,,求的度数.
解:过点作.





【问题解决】
(1)通过【信息阅读】,猜想:,,之间有怎样的等量关系?请直接写出结论:___________;
(2)如图③,在“材料信息”的条件下,改变点的位置,,,之间的等量关系是否改变?若不改变,请写出理由;若改变,请写出新的等量关系及理由.
类型四 多拐角模型
例4(2022春 温县校级期末)
12.(1)如图, ,若,,求的度数.
(2)如图, ,探究,,三者之间有怎样的数量关系?试说明理由.
(2024秋 青山区期末)
13.如图,若,则、、之间的关系为(  )
A. B. C. D.
14.如图,,用含,,的式子表示,则的值为(  )
A. B.
C. D.
15.如图,直线,点在直线上,下列结论正确的是( )
A. B.
C. D.
16.如图是一盏可调节台灯及其示意图.固定支撑杆垂直底座于点,与是分别可绕点和旋转的调节杆,台灯灯罩可绕点旋转调节光线角度,在调节过程中,最外侧光线、组成的始终保持不变.现调节台灯,使外侧光线,若,则( )

A. B. C. D.
类型五 平行线与角平分线的综合问题
例5(2024秋 徐州校级期末)
17.如图,,,,,分别平分和,则,满足的数量关系为: .
18.综合运用
【问题情景】
如图1,,点 P 在直线,之间,连接,.,,求的度数.小明的思路如下:先过点 P作,再根据平行线的性质即可得到,,进而得到 .
【问题解决】
(1)如图2,,点 P在直线,之间,连接,, 与的平分线相交于点K.若,则______.
(2)在(1)的条件下,若,求的度数.
(3)如图3,,点 P 落在外,与 的平分线相交于点K,若,,试判断α和β存在的数量关系,并说明理由.
19.一块直角三角板按照如图所示方式放置在一张长方形纸条上,若,则的度数为( )

A. B. C. D.
20.已知AB∥CD,线段EF分别与AB、CD相交于点E、F.
(1)如图①,当∠A=20°,∠APC=70°时,求∠C的度数;
(2)如图②,当点P在线段EF上运动时(不包括E、F两点),∠A、∠APC与∠C之间有怎样的数量?试证明你的结论;
(3)如图③,当点P在直线EF上运动时,(2)中的结论还成立吗?如果成立,说明理由;如果不成立,直接写出它们之间的数量关系.(提示:三角形内角和为180°)
21.在图1,图2中,已知,点E在上,点F在上,点G为射线上一点.
(1)(基础问题)在图1中,试说明:.(完成填空部分)
证明:过点G作直线,
又,,__________
,_________,
·
(2)(类比探究)在图2中,当点G在线段延长线上时,请写出、、三者之间的数量关系并说明理由.
(3)(应用拓展)如图3图4,将长方形纸条沿折叠,折叠后线段与交于F,连接,若恰好平分,,求的度数.
22.如图所示,在图①、图②、图③、图④中,均有直线,根据点在与之内和之外的不同位置,,,三个角之间存在不同的数量关系,请分别对应写出图①、图②、图③、图④中,,三个角之间的数量关系:① .② .③ .④ .
23.如图,,点为直线上一定点,为直线上的动点,在直线与之间且在线段的右方作点,使得.设(为锐角).

(1)求与的和;
(2)当点在直线上运动时,试说明;
(3)当点在直线上运动的过程中,若平分,也恰好平分,请求出此时的值.
24.(1)如图①,若,,.求的度数.
(2)如图①,在的条件下,你能得出,,之间的数量关系吗?请说明理由.
(3)如图②,,根据(2)中的猜想,直接写出的度数.
参考答案:
1.,见解析.
【分析】延长BE交CD于F,通过三角形外角的性质可证明∠B=∠EFD,则能证明AB∥CD.
【详解】解:延长BE交CD于F.
∵∠BED=∠B+∠D,
∠BED=∠EFD+∠D,
∴∠B=∠EFD,
∴AB∥CD.
【点睛】本题主要考查三角形外角的性质及两直线平行的判定,可围绕截线找同位角、内错角和同旁内角.
2.(1);(2).理由见解析(3)
【分析】(1)过点E作,根据平行线的性质和判定解答即可;
(2)过点C作,根据平行线的判定和性质解答即可;
(3)结合(1)(2),根据平行线的性质和判定得出角的关系即可.
【详解】解:(1)过点E作 (F在E点右侧).
因为,
所以.
因为,
所以.
因为,
所以,
所以,
所以.

(2).
理由:过点C作(D在C点右侧),
所以.
因为,
所以.
所以.
因为,
所以.

(3)如图,过拐点分别作的平行线,

由(1)(2)可得:.
【点睛】本题考查了平行线的性质,正确作出辅助线是关键,注意掌握平行线的性质:两直线平行,内错角相等.
3.A
【分析】本题考查平行线的性质,过P作,得到,推出 ,求出,即可得到的度数..
【详解】解:过P作,
∵,
∴,
∴,
∵,
∴.
故选:A.
4.(1)100°;(2),理由见解析;(3)
【分析】本题考查了平行线的性质和判定,构造辅助线掌握“猪蹄模型”是解本题的关键.
(1)过点M作,证明,则,进而得,由此可得∠B+∠D的度数;
(2)过点M作,则,证明,由(1)得,则,进而得,再根据,即可得出和之间的数量关系;
(3)过点G作,依题意得,证明,由(1)得,则,由此可得的度数.
【详解】解:(1)过点M作,如图①所示:






(2)和之间的数量关系是:,理由如下:
过点M作,如图②所示,



由(1)得:,




又,


(3),理由如下:
过点G作,如图③所示:





由(1)得:,



5.(1)80°;(2)∠B+∠C+∠D=360°.
【详解】试题分析:(1)作CF∥AB,则CF∥DE,根据两直线平行,同旁内角互补可以分别求出∠BCF和∠DCF的度数,即可求出∠BCD的度数;(2)∠B+∠BCD+∠D=360°,由两直线平行,同旁内角互补可得:∠B+∠BCF=180°,∠D+∠DCF=180°,所以∠B+∠BCF+∠D+∠DCF=180°,即∠B+∠BCD+∠D=360°.
试题解析:
如图,作CF∥AB,则CF∥DE,

∴∠B+∠BCF=180°,∠D+∠DCF=180°,
∵∠B=135°,∠D=145°,
∴∠BCF=45°,∠DCF=35°,
∴∠BCD=80°;
(2)∠B+∠BCD+∠D=360°,
如上图,∵CF∥AB,则CF∥DE,
∴∠B+∠BCF=180°,∠D+∠DCF=180°,
∴∠B+∠BCF+∠D+∠DCF=360°,
即∠B+∠BCD+∠D=360°.
点睛:本题关键在于构造平行线,结合平行线的性质解题.
6.C
【分析】本题考查了平行线的判定和性质.作,根据“两直线平行,同旁内角互补”即可求解.
【详解】解:作,
∵,
∴,
∴,,


故选:C.
7.B
【分析】本题考查平行线的性质,关键是作出辅助线,运用平行线的性质探求三个角的关系.
【详解】解:过点C作,

∵,
∴,
∴,;
故,
即,
故.
故选:B.
8.A
【分析】解法一:过点B作,则,易得,进而得到,求得,于是,代入计算即可求解.
解法二:延长交b于点F,由平行线的性质得到,再利用三角形的外角性质可得,进而求得,最后根据平角的定义即可求解.
【详解】解:解法一:如图,过点B作,

∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
∴.
解法二:如图,延长交b于点F,

∵,
∴,
∵,
∵,
∴,
∴.
故选:A.
【点睛】本题主要考查平行线的性质、三角形外角性质,熟练掌握平行线的性质和三角形外角性质是解题关键.
9.(1),理由见详解;(2)
【分析】本题考查了平行线的性质,利用两直线平行,同旁内角互补,添加辅助线之后,将分散的角集中起来,是解决问题的关键.
(1)过点作,根据平行线的性质即可求出得,,问题得解;
(2)根据(1)中的结论,即可得到结果.
【详解】解:(1),理由如下:
过点作,

又,



即,
(2)根据(1)中的结论, 可得出.
过点C作,过点D作,
∵,
∴,
∴,
∴,,,
∴,
即.
10..理由见解析
【分析】过点C作,证明,再证明,推出,进而可求出的关系.
【详解】.理由如下:
如图,过点C作.
∵,
∴(两直线平行,内错角相等).
∵,,
∴(平行于同一条直线的两条直线平行).
∴(两直线平行,内错角相等).
∴.
∵,
∴.
【点睛】本题考查平行线的性质与判断,解题的关键是明确已知图形中有平行线和折线或拐角时,常过折点或拐点作平行线,构造出同位角、内错角或同旁内角,这样就可利用角之间的关系求解了.
11.(1),理由见详解
(2),理由见详解
【分析】本题主要考查了根据平行线的判定以及性质探究角的关系.
(1)过点作,根据平行线的判定以及性质可得出,,再根据角和和差关系即可得出.
(2)过点作,根据平行线的判定以及性质可得出,,再根据角和和差关系即可得出.
【详解】(1)解∶过点作.
则,
∵,
∴,
∴,
∵,
∴.
故答案为∶
(2)解:过点C作,
∴,
∵,
∴,
∴,
∵,
∴.
12.(1)80°;(2),理由见解析
【分析】首先过点作,由,可得,利用平行线的性质,即可求得与的度数,继而求得答案;
利用平行线的性质,再根据角的和差求解即可.
【详解】解:过点作,

∴ABEFCD
,,

,理由如下:
如上图,

∴ABEFCD
,,

【点睛】此题考查了平行线的性质,熟记平行线的性质并作出合理的辅助线是解题的关键.
13.C
【分析】本题考查了平行线的性质,作,则,,从而得出,再结合即可得解,熟练掌握平行线的性质,添加适当的辅助线是解此题的关键.
【详解】解:如图,作,

则,,
∴,
∵,
∴,
故选:C.
14.D
【分析】本题考查了平行的性质,作出相应的辅助线是解题的关键.过点作,过点作,可得,从而推出,,即可得到答案.
【详解】解:过点作,过点作,
故选:D.
15.B
【分析】此题主要考查平行线的性质,解题的关键是熟练掌握两直线平行,内错角相等和两直线平行,同旁内角互补.根据平行线的性质得出,,进而利用角的关系解答即可.
【详解】解:,




,故B正确.
故选:B.
16.C
【分析】根据平行线的性质可知,再根据平行线的性质可知即可解答.本题考查了平行线的性质,根据做出平行线是解题的关键.
【详解】解:过点作,过点作,
∴,
∵,
∴,
∵,
∴,
∵,,
∴,
∴,
∴,
故选.
17.
【分析】本题考查了平行线的性质,涉及到的是知识点有内错角和角平分线的定义,解题过程中是否能熟练掌握两直线平行,内错角相等是解题重点,能否画对辅助线是解题的关键.
根据拐角和的特性,作,,根据两直线平行内错角相等分别推出四个角对应的相等角,再根据平角的定义和角平分线的定义推出,两者的数量关系.
【详解】解:过点作,过点作

,分别平分和
故答案为:
18.(1)
(2)
(3);见解析
【分析】本题主要考查了平行线的性质以及角平分线的定义的运用,解决问题的关键是作平行线构造内错角,依据两直线平行,内错角相等进行计算.
(1)过K作,根据,可得,,进而得到,同理可得,,再根据角平分线的定义,得出,进而得到;
(2)根据解析(1)的思路进行求解即可;
(3)过K作,根据,可得,,进而得到,同理可得,,再根据角平分线的定义,得出,进而得到,即可求出.
【详解】(1)解:如图,过K作,

∵,
∴,
∴,,
∴,
过P作,
同理可得,,
∵与的角平分线相交于点K,
∴,,
∴,
∴,
∵,
∴;
(2)解:根据解析(1)可知:,
∵,
∴;
(3)解:.理由如下:
如图,过K作,
∵,
∴,
∴,,
∴,
过P作,
同理可得,,
∵与的角平分线相交于点K,
∴,,
∴,
∴,
∵,,
∴.
19.B
【分析】过直角顶点作,则,根据平行线的性质得出,,则,进而即可求解.
【详解】解:如图所示,过直角顶点作,

∴,
∵,
∴,
∴,

∵,
∴,
故选:B.
【点睛】本题考查了平行线的性质与判定,熟练掌握平行线的性质与判定是解题的关键.
20.(1)50°
(2)∠APC=∠A+∠C,证明见解析
(3)见解析
【分析】(1)过P作PO∥AB,推出AB∥PO∥CD,根据平行线性质得出∠APO=∠A=20°,∠C=∠CPO,代入求出即可;
(2)过P作PO∥AB,推出AB∥PO∥CD,根据平行线性质得出∠APO=∠A,∠C=∠CPO,求出即可;
(3)分三种情况讨论:①当P在线段EF的延长线上运动时,②当点P在线段FE的延长线上运动时,③当点P在线段EF上运动时,根据平行线的性质即可得到结论.
【详解】(1)解:过P作PO∥AB,
∵AB∥CD,
∴AB∥PO∥CD,
∵∠A=20°,当点P在线段EF上运动时,
∴∠APO=∠A=20°,∠C=∠CPO,
∵∠APC=70°,
∴∠C=∠CPO=∠APC-∠APO=70°-20°=50°;
(2)解:∠A+∠C=∠APC,
证明:过P作PO∥AB,
∵AB∥CD,
∴AB∥PO∥CD,
∴∠APO=∠A,∠C=∠CPO,
∴∠APC=∠APO+∠CPO=∠A+∠C;
(3)解:①当P在线段EF的延长线上运动时,不成立,关系式是:∠A-∠C=∠APC,
理由是:过P作PO∥AB,
∵AB∥CD,
∴AB∥PO∥CD,
∴∠APO=∠A,∠C=∠CPO,
∴∠A-∠C=∠APO-∠CPO=∠APC,
即∠A-∠C=∠APC;
②当点P在线段FE的延长线上运动时,关系为∠C=∠APC+∠A.
理由:设AB与CP相交于Q,则∠PQB=∠APC+∠A.
∵AB∥CD,
∴∠C=∠PQB,
∴∠C=∠APC+∠A;
③当点P在线段EF上运动时,成立,关系式为∠A+∠C=∠APC,
证明:过P作PO∥AB,
∵AB∥CD,
∴AB∥PO∥CD,
∴∠APO=∠A,∠C=∠CPO,
∴∠APC=∠APO+∠CPO=∠A+∠C;
综上所述,当点P在直线EF上运动时,(2)中的结论不一定成立.当P在线段EF的延长线上运动时,关系式是:∠A-∠C=∠APC;当点P在线段FE的延长线上运动时,关系为∠C=∠APC+∠A;当点P在线段EF上运动时,关系式为∠A+∠C=∠APC.
【点睛】本题考查了平行线性质,熟练掌握平行线的性质是解题的关键.
21.(1)见解析
(2),理由见解析;
(3)
【分析】本题考查了平行线的判定和性质,折叠的性质,掌握两直线平行,同位角相等,内错角相等,同旁内角互补是解题关键.
(1)过点G作直线,根据两直线平行,内错角相等,得出,,即可证明结论;
(2)过点作,根据两直线平行,内错角相等,得出,,即可证明结论;
(3)由折叠的性质可知,图3图4中,,,进而得出,结合角平分线的定义,得到,再根据平行线性质,即可求出的度数.
【详解】(1)证明:如图1,过点G作直线,






(2)解:,理由如下:
如图2,过点作,





(3)解:如图3,,,
,,
将长方形纸条沿折叠,得到图4,
图4中,,,

恰好平分,



22.
【分析】本题考查平行线,三角形的外角和等知识,解题的关键是掌握平行线的性质,平行公理,三角形的外角和,进行解答,即可.
①过点作的平行线,根据平行公理,则,根据平行线的性质,两直线平行,内错角相等,进行解答,即可;②过点作,根据平行线的性质,两直线平行,同旁内角互补,进行解答,即可;③延长交于点,根据平行线的性质,两直线平行,同旁内角互补,三角形的外角和,进行解答;④设直线和直线的交点为点,根据平行线的性质,两直线平行,同位角相等,三角形的外角和,进行解答,即可.
【详解】解:①过点作的平行线,
∴,
∵,
∴,
∴,,
∵,
∴,
②过点作,
∴,
∵,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴.
③延长交于点,
∵,
∴,
∵,
∴.
④设直线和直线的交点为点,
∵,
∴,
∵,
∴.
故答案为:;;;.
23.(1);
(2)详见解析
(3).
【分析】本题主要考查的是平行线的判定和性质,熟练掌握平行线的性质定理是解题的关键.
(1)过点作,根据平行的性质可得,,即可得,问题随之得解;
(2)由(1)得:,结合,即可得作答;
(3)根据角平分线的定义有,,再根据平行的性质可得,即有,在结合(2)的结论即可作答.
【详解】(1)解:如图,过点作,则.

∵,,
∴,
∴,
∴.
∵,
∴,
∴;
(2)解:由(1)得:,
则.
∵,
∴,
∴.
(3)解:若平分,也恰好平分,
则有,,.
∵,
∴,
∴.
由(2)知:,
则,
解得:.
24.(1);(2).理由见解析;(3)
【分析】(1)过点作,根据平行线的性质即可求出和,进而得出答案;
(2)利用(1)中所求,可得,,问题得解;
(3)根据(2)中的结论,即可得到结果.
【详解】(1)解:过点向左作,

又,


,即,

(2)解:.理由如下:
过点向左作,

又,


,即,
(3)解:根据(2)中的结论,添加类似(1)中辅助线可得:.
【点睛】本题考查了平行线的性质,利用两直线平行,同旁内角互补,添加辅助线之后,将分散的角集中起来,是解决问题的关键.

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