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专题07 巧构等腰三角形的四类综合题型
目录
典例详解
类型一、利用平行线+角平分线构造等腰三角形
类型二、过腰或底作平行线构造等腰(边)三角形
类型三、巧用“角平分线+垂线合一”构造等腰三角形
类型四、利用倍角关系构造新等腰三角形
压轴专练
类型一、利用平行线+角平分线构造等腰三角形
模型分析：由平行线得到内错角相等，由角平分线得到相等的角，等量代换进行解题．平行线、角平分线及等腰，任意由其中两个条件都可以得出第三个。 （简称：“知二求一”，在以后还会遇到很多类似总结）。 平行四边形中的翻折问题就常出现该类模型。 图1 图2 图3 条件：如图1，OO’平分∠MON，过OO’的一点P作PQ//ON. 结论：△OPQ是等腰三角形。 条件：如图2，△ABC中，BD是 ∠ ABC的角平分线，DE ∥ BC。结论：△BDE是等腰三角形。 条件：如图3，在中，平分，平分，过点O作的平行线与，分别相交于点M，N．结论：△BOM、△CON都是等腰三角形。
例1．（1）如图1，中，，，的平分线交于O点，过O点作交，于点E，F．图中有 个等腰三角形．猜想：与，之间有怎样的关系，并说明理由；
（2）如图2，若，其他条件不变，图中有 个等腰三角形；与，间的关系是 ；
（3）如图3，，若的角平分线与外角的角平分线交于点O，过点O作交于E，交于F．图中有 个等腰三角形．与，间的数量关系是 ．
【变式1-1】如图，在中，，的角平分线交于点，过点作交的延长线于点．
(1)若，求的度数；
(2)若是上的一点，且，求证：．
【变式1-2】（1）如图1，，平分，则的形状是 三角形；
（2）如图2，平分，，，则 ．
（3）如图3，有中，是角平分线，交于点D．若，则 ．
（4）如图4，在中，与的平分线交于点F，过点F作，分别交，于点D，E．若，则的周长为 ．
（5）如图，在中，cm，分别是和的平分线，且，则的周长是 ．
类型二、过腰或底作平行线构造等腰(边)三角形
模型分析：在等腰三角形内部或外部作任意一边的平行线均可构造出新的等腰三角形. 条件：如图1，若AC=BC,过点D作D作DE//BC. 结论：△ADE是等腰三角形. 条件：如图2，若AC=BC,过点D作D作DE//AB. 结论：△CDE是等腰三角形.
例2．如图，是的角平分线，，交于点．
(1)求证：是等腰三角形．
(2)当时，请判断与的大小关系，并说明理由．
【变式2-1】综合与探究
如图，在中，，为延长线上的一动点，且，交于点．
(1)如图1，求证：是等腰三角形．
(2)如图2，当为的中点时，与有怎样的数量关系？请写出结论，并说明理由．
【变式2-2】（1）如图1，为等边三角形，动点D在边上，动点E在边上．若这两点分别从点B，A同时出发，以相同的速度分别由点B向点A和由点A向点C运动，连接交于点P，则在动点D，E的运动过程中，与之间的数量关系是______________________．
（2）如图2，若把（1）中的“动点D在边上，动点E在边上”改为“动点D在射线上运动，动点E在射线上运动”，其他条件不变，上述结论还成立吗？请说明理由．
（3）如图3，若把（1）中的“动点D在边上”改为“动点D在射线上运动”，连接，交于点M，其他条件不变，则在动点D，E的运动过程中，与之间存在怎样的数量关系？请写出简要的证明过程．
类型三、巧用“角平分线+垂线合一”构造等腰三角形
模型解析：如图， 中,AD平分 由“ASA”易得 从而得 即一边上的高与这边所对的角平分线重合，易得这个三角形是等腰三角形.
例3．【问题情境】
利用角平分线构造全等三角形是常用的方法，如图1，平分．点为上一点，过点A作，垂足为C，延长交于点B，可根据______证明，则，（即点C为的中点）．
【类比解答】
如图2，在中，平分，于E，若，，通过上述构造全等的办法，可求得______．
【拓展延伸】
（1）如图3，中，，，平分，，垂足E在的延长线上，试探究和的数量关系，并证明你的结论．
（2）如图4，中，，，点D在线段上，，，垂足为，与相交于点F．线段与的数量关系为______．（直接写出）
【变式3-1】利用角平分线构造全等三角形是常用的方法，如图，平分．点为上一点，过点作，垂足为，延长交于点，可证得，则，．
【问题提出】
（1）如图，在中，平分，于点，若，，通过上述构造全等的办法，求的度数；
【问题探究】
（2）如图，在中，，，平分，，垂足在的延长线上，试探究和的数量关系；
【问题解决】
（3）如图是一块肥沃的土地，其中边与灌渠相邻，李伯伯想在这块地中划出一块直角三角形土地进行水稻试验，他进行了如下操作：
作的平分线；
再过点作交于点
已知米，米，面积为平方米，求划出的的面积．
类型四、利用倍角关系构造新等腰三角形
模型分析：当一个三角形中出现一个角是另一个角的2倍时，一般通过转化倍角寻找等腰三角形． 条件：如图1，若∠ABC=2∠C,作BD平分∠ABC. 结论：△BDC是等腰三角形. 条件：如图2，若∠ABC=2∠C,延长CB到D,使BD=BA,连接AD. 结论：△ADC是等腰三角形. 条件：如图3，若∠B=2∠ACB,以C为角的顶点，CA为角的一边，在三角形外作∠ACD=∠ACB，交BA的延长线于点D. 结论：△DBC是等腰三角形.
例4．如图1，是的角平分线，，试探究线段，，之间的数量关系．小明的解题思路如下：
①如图2，在上取一点，使，连接．
②由，平分，是公共边，
可得（理由：________），
则，．
③由，
则．
又因为，
所以，则________
又由，得．
④根据上述的推理可知，，之间的数量关系为________．
(1)请你补全小明的解题思路．
(2)小明又想尝试其它方法：延长到点，使，连接．请你帮助小明，完成解答过程．
【变式4-1】问题背景：在中，，点为线段一动点，当满足某种条件时，探讨在线段、、、四条线段中，某两条或某三条线段之间存在的数量关系．
(1)在图1中，当时，则可得，请你给出证明过程．
(2)当时，如图2，求证：；
(3)当是的角平分线时，判断、、的数量关系，并证明你的结论．
一、解答题
1．已知：如图，为的外角平分线上的一点，，，求证：
(1)是等腰三角形；
(2)．
2．如图，是的角平分线，E是的中点，，交于点F，交延长线一点G．
(1)求证：是等腰三角形；
(2)求证：．
3．某市一座老式桥梁需进行加固改造，工程师对主梁结构进行了分析，如图，为主梁框架，是桥墩支撑角度的2倍，即，工程师计划在的角平分线处安装钢架，交底梁于点D，为确保稳定性，必须过点B焊接加固钢索，使得，分别交，于点F，E．
(1)求证：加固后的是等腰三角形；
(2)经测量，主梁全长为13米，关键节点间距为5米，求原始支撑段的长度．
4．在中，的垂直平分线分别交边、边和直线于点，连接．
(1)点在的延长线上，
①如图，求证：；
②如图，当时，求的周长；
(2)当是等腰三角形时，请直接写出的度数．
5．【问题背景】在学习了等腰三角形等有关知识后，数学活动小组发现：当角平分线遇上平行线时一般可得等腰三角形．如图1，为的角平分线上一点，常过点作交于点，易得为等腰三角形．
(1)【基本运用】如图2，把长方形纸片沿对角线折叠，使点落在点处，则重合部分是等腰三角形．请将以下过程或理由补充完整：
∵在长方形中，，
∴，由折叠性质可得：____________，
∴，
∴，（依据是：____________）
∴是等腰三角形；
(2)【类比探究】如图3，中，内角与外角的角平分线交于点，过点作分别交、于点、，试探究线段、、之间的数量关系并说明理由；
(3)【拓展提升】如图4，四边形中，，为边的中点，平分，连接，求证：．
6．已知在中，满足．

(1)【问题解决】如图1，当，为的角平分线时，在上取一点E，使得，连接，请直接写出之间的数量关系_________；
(2)【问题拓展】如图2，当，AD为的角平分线时，在上取一点E，使得，连接，（1）中的结论还成立吗 若成立，请你证明；若不成立，请说明理由．
(3)【猜想结论】如图3，当为的外角平分线时，在的延长线上取一点E，使得，连接，请直接写出线段的数量关系_________．
7．如图，是等边三角形，点D在上，点E在的延长线上，且．
(1)如图（1），若点是的中点， 度， 度， 度， （选填“”“”或“”）．
(2)如图（2），若点不是的中点，题（1）中与的关系还成立吗？说明理由（提示：可以过D作的平行线，通过全等三角形和等边三角形相关知识证明）；
(3)如图（3），若点在线段的延长线上，试判断与的大小关系，并说明理由．
8．【问题初探】
（1）如图1，在中，，点F是上一点，点E是延长线上的一点，连接，交于点D，若，求证：．
【类比分析】
（2）如图4，在中，点E在线段上，D是的中点，连接，，与相交于点N，若，求证：；
【学以致用】
（3）如图5，在中，，，平分，点E在线段的延长线上运动，过点E作，交于点N，交于点D，且，请直接写出线段，和之间的数量关系．

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21世纪教育网(www.21cnjy.com)专题07 巧构等腰三角形的四类综合题型
目录
典例详解
类型一、利用平行线+角平分线构造等腰三角形
类型二、过腰或底作平行线构造等腰(边)三角形
类型三、巧用“角平分线+垂线合一”构造等腰三角形
类型四、利用倍角关系构造新等腰三角形
压轴专练
类型一、利用平行线+角平分线构造等腰三角形
模型分析：由平行线得到内错角相等，由角平分线得到相等的角，等量代换进行解题．平行线、角平分线及等腰，任意由其中两个条件都可以得出第三个。 （简称：“知二求一”，在以后还会遇到很多类似总结）。 平行四边形中的翻折问题就常出现该类模型。 图1 图2 图3 条件：如图1，OO’平分∠MON，过OO’的一点P作PQ//ON. 结论：△OPQ是等腰三角形。 条件：如图2，△ABC中，BD是 ∠ ABC的角平分线，DE ∥ BC。结论：△BDE是等腰三角形。 条件：如图3，在中，平分，平分，过点O作的平行线与，分别相交于点M，N．结论：△BOM、△CON都是等腰三角形。
例1．（1）如图1，中，，，的平分线交于O点，过O点作交，于点E，F．图中有 个等腰三角形．猜想：与，之间有怎样的关系，并说明理由；
（2）如图2，若，其他条件不变，图中有 个等腰三角形；与，间的关系是 ；
（3）如图3，，若的角平分线与外角的角平分线交于点O，过点O作交于E，交于F．图中有 个等腰三角形．与，间的数量关系是 ．
【答案】（1）2， ，理由见解析．（2）5，（3）2，
【分析】（1）本题考查平行线性质、角平分线性质、等腰三角形的性质和判定，根据角平分线性质和平行线性质得到角相等，再进行等量代换得到，，再利用等角对等边，得到，，即可解题．
（2）本题考查平行线性质、角平分线性质、等腰三角形的性质和判定，根据角平分线性质和平行线性质，再进行等量代换得到、、、，再利用等角对等边，得到对应线段相等，即可解题．
（3）本题解法与（1）类似．
【详解】（1）解： ，理由如下：
，的平分线交于O点，
，，
，
，，
，，
，，
和为等腰三角形，即图中有2个等腰三角形．
．
故答案为：2．
（2）解：，即为等腰三角形，
，
，的平分线交于O点，
，
，即为等腰三角形，
，
，，，
，，，即为等腰三角形，
，，
和为等腰三角形，
．
综上所述，共有5个等腰三角形，
故答案为：5，．
（3）解：的角平分线与外角的角平分线交于点O，
，，
，
，，
，，
，，
和为等腰三角形，即图中有2个等腰三角形．
．
故答案为：2，．
【变式1-1】如图，在中，，的角平分线交于点，过点作交的延长线于点．
(1)若，求的度数；
(2)若是上的一点，且，求证：．
【答案】(1)
(2)见解析
【分析】（1）由平行线的性质可求出，根据角平分线的定义可得出，最后结合等腰三角形的性质和三角形内角和定理即可求解；
（2）由角平分线的定义可得，结合平行线的性质可证，即得出，即易证，得出．
【详解】（1）解：，，
．
平分，
．
，
，
；
（2）证明：平分，
，
，
，
，
，
在和中，
，
，
．
【点睛】本题考查平行线的性质，角平分线的定义，等腰三角形的判定和性质，三角形内角和定理，三角形全等的判定和性质，熟练掌握上述知识是解题关键．
【变式1-2】（1）如图1，，平分，则的形状是 三角形；
（2）如图2，平分，，，则 ．
（3）如图3，有中，是角平分线，交于点D．若，则 ．
（4）如图4，在中，与的平分线交于点F，过点F作，分别交，于点D，E．若，则的周长为 ．
（5）如图，在中，cm，分别是和的平分线，且，则的周长是 ．
【答案】（1）等腰；（2）3；（3）12；（4）30；（5）5cm
【分析】本题考查平行线的性质，角平分线的定义，对角对等边．
（1）平行线的性质结合角平分线平分角，得到，即可得出结果；
（2）平行线的性质结合角平分线平分角，得到，进而得到即可；
（3）同法（2）可得：，利用，求解即可；
（4）同法（2）得到，推出的周长等于，即可得出结果；
（5）同法（2）得到，推出的周长等于的长即可．
掌握平行线加角平分线往往存在等腰三角形，是解题的关键．
【详解】解：（1）∵，
∴，
∵平分，
∴，
∴，
∴是等腰三角形；
故答案为：等腰；
（2）∵平分，，
∴，
∴，
∴；
故答案为：3；
（3）同法（2）可得：，
∴；
故答案为：12；
（4）同法（2）可得：，
∴的周长；
故答案为：30；
（5）同法（2）可得：，
∴的周长；
故答案为：5cm．
类型二、过腰或底作平行线构造等腰(边)三角形
模型分析：在等腰三角形内部或外部作任意一边的平行线均可构造出新的等腰三角形. 条件：如图1，若AC=BC,过点D作D作DE//BC. 结论：△ADE是等腰三角形. 条件：如图2，若AC=BC,过点D作D作DE//AB. 结论：△CDE是等腰三角形.
例2．如图，是的角平分线，，交于点．
(1)求证：是等腰三角形．
(2)当时，请判断与的大小关系，并说明理由．
【答案】(1)见解析
(2)，见解析
【知识点】角平分线的有关计算、等腰三角形的性质和判定、两直线平行内错角相等
【分析】本题主要考查了平行线的性质，等腰三角形的判定及性质，角平分线定义，熟练掌握等腰三角形的判定及性质是解题的关键．
（1）由角平分线得．再根据平行线的性质得，进而．即可证明结论成立；
（2）由等边对等角及平行线的性质得，，从而．由（）得，，从而．
【详解】（1）证明：证明：∵是的角平分线，
∴．
∵，
∴，
∴．
∴，
∴是等腰三角形；
（2）解：．理由如下：
∵，
∴．
∵，
∴，
∴，
∴，
∴，即．
由（）得，
∴，
∴．
【变式2-1】综合与探究
如图，在中，，为延长线上的一动点，且，交于点．
(1)如图1，求证：是等腰三角形．
(2)如图2，当为的中点时，与有怎样的数量关系？请写出结论，并说明理由．
【答案】(1)见解析；
(2)，理由见解析．
【知识点】全等的性质和ASA（AAS）综合（ASA或者AAS）、等腰三角形的性质和判定
【分析】本题考查了全等三角形的判定、等腰三角形的性质以及垂线的定义．解题的关键是熟悉全等三角形的判定以及等腰三角形的性质．
（1）通过已知条件证明和相等就能证明是等腰三角形；
（2）由，F是的中点可得，再根据勾股定理求出，过A点作，再通过证明三角形全等得出．
【详解】（1）证明：，
．
，
，，
．
又，
，
，
是等腰三角形；
（2）解：，理由如下：
过点作于点，
由（1）得，
∵，
．
，，
．
又为的中点，
．
在和中，
，
，
．
【变式2-2】（1）如图1，为等边三角形，动点D在边上，动点E在边上．若这两点分别从点B，A同时出发，以相同的速度分别由点B向点A和由点A向点C运动，连接交于点P，则在动点D，E的运动过程中，与之间的数量关系是______________________．
（2）如图2，若把（1）中的“动点D在边上，动点E在边上”改为“动点D在射线上运动，动点E在射线上运动”，其他条件不变，上述结论还成立吗？请说明理由．
（3）如图3，若把（1）中的“动点D在边上”改为“动点D在射线上运动”，连接，交于点M，其他条件不变，则在动点D，E的运动过程中，与之间存在怎样的数量关系？请写出简要的证明过程．
【答案】（1）；（2）成立，理由见解析；（3），证明见详解
【知识点】全等三角形综合问题、等边三角形的判定和性质、根据平行线判定与性质证明
【分析】本题考查全等三角形的判定和性质、等边三角形的性质，掌握全等三角形的判定定理和性质定理是解题的关键．
（1）根据题意得，和，即可证明，则有；
（2）由题意得，，进一步得，结合等边三角形的性质即可证明，有；
（3）作交于H，则，，，有为等边三角形，进一步得，即可证明，则．
【详解】解：（1）∵是等边三角形，
∴，，
由题意得，，
在和中，
，
∴，
∴；
（2）成立，
理由如下：由题意得，，
∵，，
∴，
在和中，
，
∴，
∴，
（3），
理由如下：作交于H，如图，
∵为等边三角形，，
∴，，，
∴为等边三角形，
∴，
∵，
∴，
在和中，
，
∴，
∴．
类型三、巧用“角平分线+垂线合一”构造等腰三角形
模型解析：如图， 中,AD平分 由“ASA”易得 从而得 即一边上的高与这边所对的角平分线重合，易得这个三角形是等腰三角形.
例3．【问题情境】
利用角平分线构造全等三角形是常用的方法，如图1，平分．点为上一点，过点A作，垂足为C，延长交于点B，可根据______证明，则，（即点C为的中点）．
【类比解答】
如图2，在中，平分，于E，若，，通过上述构造全等的办法，可求得______．
【拓展延伸】
（1）如图3，中，，，平分，，垂足E在的延长线上，试探究和的数量关系，并证明你的结论．
（2）如图4，中，，，点D在线段上，，，垂足为，与相交于点F．线段与的数量关系为______．（直接写出）
【答案】【问题情境】；【类比解答】；【拓展延伸】（1），证明见解析；（2）
【分析】问题情境：根据角平分线的性质得，垂直得性质得，结合，可利用证明；
类比解答：延长交于点F，由问题情境可知，由等腰三角形的性质得，结合三角形的外角性质即可得出结论；
拓展延伸：（1）延长、交于点F，利用证，有，结合问题情境可知，即可得出结论；
（2）过点D作，交的延长线于点G，与相交于H，可得和，进一步得，结合有和，利用可证得，有，即可证明．
【详解】问题情境：
解：∵平分，
∴，
∵，
∴，
∵，
∴，
∴，，
故答案为：；
类比解答：
延长交于点F，如图，
由问题情境可知，，
∴，
∵，
∴，
故答案为：；
拓展延伸：
（1），证明如下：
延长、交于点F，如图，
则，
∵，
∴，
∵，
∴，
又∵，
∴，
∴，
由问题情境可知，，
∴；
（2）过点D作，交的延长线于点G，与相交于H，如图，
∵，
∴，，
∵，
∴，
∵，
∴，，
∴，
∵，
∴，
∵，，
∴，
∴，
则，
在和中
∴，
∴，
则．
【变式3-1】利用角平分线构造全等三角形是常用的方法，如图，平分．点为上一点，过点作，垂足为，延长交于点，可证得，则，．
【问题提出】
（1）如图，在中，平分，于点，若，，通过上述构造全等的办法，求的度数；
【问题探究】
（2）如图，在中，，，平分，，垂足在的延长线上，试探究和的数量关系；
【问题解决】
（3）如图是一块肥沃的土地，其中边与灌渠相邻，李伯伯想在这块地中划出一块直角三角形土地进行水稻试验，他进行了如下操作：
作的平分线；
再过点作交于点
已知米，米，面积为平方米，求划出的的面积．
【答案】（）；（），理由见解析；（）．
【知识点】角平分线的有关计算、三角形的外角的定义及性质、全等的性质和ASA（AAS）综合（ASA或者AAS）、等边对等角
【分析】（）延长交于点，由已知可知，再由等腰三角形的在得 ，然后由三角形的外角性质即可得出结论；
（）延长交于点，证，得，再由已知可知，即可得出结论；
（）延长交于， 由已知可知，，则再由三角形面积关系得，即可得出结论．
【详解】（）如图， 延长交于点，
由已知可知，
∴，
∵，
∴；
（），证明如下：
如图，延长交于点，则，
∵，
∴，
∵，
∴，
又∵，
∴，
∴，
由已知可知，，
∴；
（）如图，延长交于，
由已知可知，，，
∴，
∵，
∴，
∴．
【点睛】本题考查了全等三角形的判定与性质，等腰三角形的性质，三角形的外角性质、角平分线定义以及三角形面积等知识，熟练掌握知识点的应用是解题的关键．
类型四、利用倍角关系构造新等腰三角形
模型分析：当一个三角形中出现一个角是另一个角的2倍时，一般通过转化倍角寻找等腰三角形． 条件：如图1，若∠ABC=2∠C,作BD平分∠ABC. 结论：△BDC是等腰三角形. 条件：如图2，若∠ABC=2∠C,延长CB到D,使BD=BA,连接AD. 结论：△ADC是等腰三角形. 条件：如图3，若∠B=2∠ACB,以C为角的顶点，CA为角的一边，在三角形外作∠ACD=∠ACB，交BA的延长线于点D. 结论：△DBC是等腰三角形.
例4．如图1，是的角平分线，，试探究线段，，之间的数量关系．小明的解题思路如下：
①如图2，在上取一点，使，连接．
②由，平分，是公共边，
可得（理由：________），
则，．
③由，
则．
又因为，
所以，则________
又由，得．
④根据上述的推理可知，，之间的数量关系为________．
(1)请你补全小明的解题思路．
(2)小明又想尝试其它方法：延长到点，使，连接．请你帮助小明，完成解答过程．
【答案】(1)，，
(2)见解析
【分析】本题主要考查等腰三角形的性质与判定及全等三角形的性质与判定，熟练掌握等腰三角形的性质与判定及全等三角形的性质与判定是解题的关键．
（1）根据题意可直接进行求解；
（2）根据题意作辅助线，根据等边对等角得到，根据三角形外角的性质得到，证得，得到，等量代换即可证明．
【详解】（1）解：①如图2，在上取一点，使，连接．
②由，平分，是公共边，
可得（理由：），
则，．
③由，
则．
又因为，
所以，则
又由，得．
④根据上述的推理可知，，之间的数量关系为；
（2）证明：延长到点，使，连接．如图所示：
∵，
∴，
∴，
∵
∴
∵平分，
∴，
∵是公共边，
∴，
∴．
【变式4-1】问题背景：在中，，点为线段一动点，当满足某种条件时，探讨在线段、、、四条线段中，某两条或某三条线段之间存在的数量关系．
(1)在图1中，当时，则可得，请你给出证明过程．
(2)当时，如图2，求证：；
(3)当是的角平分线时，判断、、的数量关系，并证明你的结论．
【答案】(1)见解析
(2)见解析
(3)，理由见解析
【知识点】三角形的外角的定义及性质、等腰三角形的性质和判定、全等三角形综合问题
【分析】本题考查的是全等三角形的判定和性质，等腰三角形的性质，三角形的外角的性质，掌握全等三角形的判定定理和性质定理是解题的关键．
（1）根据三角形的外角的性质，等腰三角形的性质得到，证明结论；
（2）在上截取，连接，证明，根据全等三角形的性质得到，，根据三角形的外角的性质，等腰三角形的性质证明；
（3）在上截取，连接，证明，仿照（2）的证明方法解答．
【详解】（1），
，
，
，
，
，
，
；
（2）在上截取，连接，
在和中，
，
，
，，
，
，
，
，
，
，
；
（3），
理由如下：在上截取，连接，
在和中，
，
，
，，
，
，
，
，
，
，
．
一、解答题
1．已知：如图，为的外角平分线上的一点，，，求证：
(1)是等腰三角形；
(2)．
【答案】(1)见解析
(2)见解析
【分析】本题主要考查了等腰三角形的判定，全等三角形的判断与性质．
（1）由可得，由平分得，从而，故可得结论；
（2）根据证明即可证明．
【详解】（1）证明：∵，
，，
为的外角平分线上的一点，
，
，
，
是等腰三角形；
（2）证明：在和中，
，
∴，
∴．
2．如图，是的角平分线，E是的中点，，交于点F，交延长线一点G．
(1)求证：是等腰三角形；
(2)求证：．
【答案】(1)见解析
(2)见解析
【分析】（1）如图：由角平分线的性质可得，再根据平行线的性质和等量代换可得，最后由等角对等边即可证明结论；
（2）如图：延长至点H，使，先证可得、，进而证得，最后根据线段的和差即可解答．
【详解】（1）证明：∵是的角平分线，
∴，
∵，
∴，
∴，
∴，
∴是等腰三角形．
（2）解：延长至点H，使，连结，
在和
∴，
∴，，
∵，
∴，
∴，
∴．
【点睛】本题主要考查了等腰三角形的判定与性质、全等三角形的判定与性质等知识点，灵活运用相关性质和判定定理是解答本题的关键．
3．某市一座老式桥梁需进行加固改造，工程师对主梁结构进行了分析，如图，为主梁框架，是桥墩支撑角度的2倍，即，工程师计划在的角平分线处安装钢架，交底梁于点D，为确保稳定性，必须过点B焊接加固钢索，使得，分别交，于点F，E．
(1)求证：加固后的是等腰三角形；
(2)经测量，主梁全长为13米，关键节点间距为5米，求原始支撑段的长度．
【答案】(1)见解析
(2)原始支撑段的长度是8米
【分析】（1）由垂直的定义得到，由角平分线的定义得到，根据三角形的内角和得到，得到，于是得到结论；
（2）连接，根据等腰三角形的性质得到垂直平分，得到，由等腰三角形的性质得到，等量代换得到，于是得到结论．
【详解】（1）证明：，
，
又平分，
，
又在和中
，
，
，
为等腰三角形；
（2）解：连接，
，平分，
垂直平分，
，
，
，
，
又，
，
又中，，
，
，
．
．
【点睛】本题考查了等腰三角形的判定和性质，线段垂直平分线的性质，三角形的内角和，等腰三角形的性质，角平分线的定义，正确的作出辅助线是解题的关键．
4．在中，的垂直平分线分别交边、边和直线于点，连接．
(1)点在的延长线上，
①如图，求证：；
②如图，当时，求的周长；
(2)当是等腰三角形时，请直接写出的度数．
【答案】(1)①见解析；②
(2)或
【分析】本题考查了等腰三角形的性质与判定，等边三角形的性质与判定，三角形内角和定理的应用；
（1）①根据三角形内角和定理分别表示出，即可得证；
②证明是等边三角形，根据等边三角形的性质，即可求解；
（2）分三种情况讨论，根据等腰三角形的性质以及三角形内角和定理，求解即可．
【详解】（1）①证明：∵，
∴，
∵，
∴，
又∵，
∴；
②∵，
∴，
∴，
又∵，
∴，
又∵，
∴，，
∴，
∵是的垂直平分线，
∴，
∴是等边三角形，
∴的周长为；
（2）解：设
当时，
∵
∴
∴
∵是的垂直平分线，
∴，
∴
∴
在中，即
解得：，即；
当时，，
同理可得，
∴，
解得：，即；
当时，，
如图，
在中，
∵是的垂直平分线，
∴，
∴
∴
∵
∴
∴
解得：（舍去）
∴此情形不存在，
综上所述，当是等腰三角形时，或．
5．【问题背景】在学习了等腰三角形等有关知识后，数学活动小组发现：当角平分线遇上平行线时一般可得等腰三角形．如图1，为的角平分线上一点，常过点作交于点，易得为等腰三角形．
(1)【基本运用】如图2，把长方形纸片沿对角线折叠，使点落在点处，则重合部分是等腰三角形．请将以下过程或理由补充完整：
∵在长方形中，，
∴，由折叠性质可得：____________，
∴，
∴，（依据是：____________）
∴是等腰三角形；
(2)【类比探究】如图3，中，内角与外角的角平分线交于点，过点作分别交、于点、，试探究线段、、之间的数量关系并说明理由；
(3)【拓展提升】如图4，四边形中，，为边的中点，平分，连接，求证：．
【答案】(1)；等腰三角形中等角对等边
(2)，理由见详解
(3)证明过程见详解
【分析】（1）根据材料提示，平行线的性质，等腰三角形的性质即可求证；
（2）根据（1）的结论可知，为等腰三角形，则，且，可证，由此即可求解；
（3）如图所示（见详解），过点作，为边的中点，可知点是的中点，得出为等腰三角关系，证明平分，再根据两直线平行同旁内角互补，即可证明，即直角三角形，由此即可求证．
【详解】（1）证明：∵在长方形中，，
∴，由折叠性质可得，
∴，
∴，（依据是：等腰三角形中等角对等边）
∴是等腰三角形；
故答案为：；等腰三角形中等角对等边．
（2）解：，理由如下，
由（1）可证，为等腰三角形，则，
∵平方，，
∴，
∴为等腰三角形，即，
∵，
∴．
（3）解：如图所示，过点作，
∵为边的中点，
∴点是的中点，即，
∵，平分，
∴，
∴是等腰三角形，即，
∴，
∴，
∵，
∴，
∴，
∵，
∴，即，
∴，
∴，
∴．
【点睛】本题主要考查等腰三角形的性质，平行线的性质，直角三角形的性质，掌握等腰三角形的性质，平行线的性质是解题的关键．
6．已知在中，满足．

(1)【问题解决】如图1，当，为的角平分线时，在上取一点E，使得，连接，请直接写出之间的数量关系_________；
(2)【问题拓展】如图2，当，AD为的角平分线时，在上取一点E，使得，连接，（1）中的结论还成立吗 若成立，请你证明；若不成立，请说明理由．
(3)【猜想结论】如图3，当为的外角平分线时，在的延长线上取一点E，使得，连接，请直接写出线段的数量关系_________．
【答案】(1)
(2)（1）中的结论仍然成立，理由见解析
(3)
【分析】（1） 由 为 的角平分线，得到 ，通过 ≌，得到 ，，由于 ， 得到 ，，根据等腰三角形的性质得到 ，于是得到结论；
（2）由 为 的角平分线时，得到 ，通过 ≌得到 ，由已知得到 ，根据等腰三角形的性质得到 ，即可得解；
（3）由 为 的 角平分线时，得到 ，通过≌得到 ，，由已知得到 ，根据等腰三角形的性质得到 ，即可得解．
【详解】（1）解：
∵ 为 的角平分线
在和中
≌，
（2）解：（1）中的结论仍然成立，理由如下：
∵是的角平分线，
∴
在和中
∴≌
∴，，
又∵，
∴
∴
∴
∴
即：
（3）解：
证明： ∵ 平分
∴
在 与 中
∴≌
【点睛】本题考查了全等三角形的判定与性质，角平分线的性质，等腰直角三角形的判定和性质，正确的作出辅助线是解题的关键．
7．如图，是等边三角形，点D在上，点E在的延长线上，且．
(1)如图（1），若点是的中点， 度， 度， 度， （选填“”“”或“”）．
(2)如图（2），若点不是的中点，题（1）中与的关系还成立吗？说明理由（提示：可以过D作的平行线，通过全等三角形和等边三角形相关知识证明）；
(3)如图（3），若点在线段的延长线上，试判断与的大小关系，并说明理由．
【答案】(1)90，30，30，
(2)成立，理由见解析
(3)
【分析】（1）求出，推出，根据等边三角形性质求出，即可得出答案；
（2）这仍成立，过D作，交于F，证，推出，证是等边三角形，推出，即可得出答案；
（3）如图3，过点D作，交的延长线于点P，证明，得到，即可得到．
【详解】（1）证明：∵是等边三角形，
∴，，
∵为中点，
∴，，，即，
∵，
∴
∵，
∴，
∴，
∵，
∴，
故答案为：90，30，30，=；
（2）证明：如图2，过D作，交于F，
则，
∵，
∴是等边三角形，
∴，，
∴，
∵，，
∴，
在和中
，
∴，
∴，
即；
（3）解：．
证明：如图3，过点D作，交的延长线于点P，
则，，
∴是等边三角形，
∴，
∵，
∴，
∵，
∴，
∴，
在和中，
，
∴，
∴，
∴．
【点睛】本题考查了全等三角形的判定与性质，平行线的性质，等腰三角形的性质，等边三角形的判定与性质，三角形的外角性质，平行线的性质等知识，解决本题的关键是正确作出辅助线，熟练掌握全等三角形的判定与性质．
8．【问题初探】
（1）如图1，在中，，点F是上一点，点E是延长线上的一点，连接，交于点D，若，求证：．
【类比分析】
（2）如图4，在中，点E在线段上，D是的中点，连接，，与相交于点N，若，求证：；
【学以致用】
（3）如图5，在中，，，平分，点E在线段的延长线上运动，过点E作，交于点N，交于点D，且，请直接写出线段，和之间的数量关系．

【答案】（1）证明见解析；（2）证明见解析；（3）
【分析】（1）①证明，得出，，证明，得出，证明，得出，即可证明结论；
②证明，得出，根据等腰三角形的判定证明，即可证明结论；
（2）延长，取，连接，证明，得出，，根据等腰三角形判定得出，即可证明结论；
（3）延长，使，连接，证明，得出，，证明，得出，根据直角三角形性质得出，根据，即可证明结论．
【详解】（1）证明：如图所示，在线段上截取，使，连接，
∵，，，
∴，
∴，，
∴，
∴，
∵，
∴，
∴，
∴，
∴；
（2）延长，取，连接，如图所示：
∵D是的中点，
∴，
∵，
∴，
∴，，
∵，，
∴，
∴，
∴，
∴；
（3）延长，使，连接，如图所示：
∵，，
∴，
∴，，
∴，
∴，
∵平分，
∴，
∵，
∴，
∴，
∴，
∴，
∴，
∵，，
∴，
∵，
∴．
【点睛】本题主要考查了全等的三角形的判定和性质，等腰三角形的判定和性质，直角三角形的性质，平行线的判定和性质，解题的关键是作出辅助线，构造全等三角形，熟练掌握三角形全等的判定方法．
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