动态几何问题 --------三角形的动态问题
(一)等边三角形类型
在正ΔABC中,P为ΔABC内一点,将ΔABP绕A点按逆时针方向旋转600,使得AB与AC重合。经过这样旋转变化,将图(1-1-a)中的PA、PB、PC三条线段集中于图(1-1-b)中的一个ΔP'CP中,此时ΔP'AP也为正三角形。
例1. 如图:(1-1):设P是等边ΔABC内的一点,PA=3, PB=4,PC=5,∠APB的度数是________.
举一反三1(2016四川)如图,P是等边三角形ABC内一点,将线段AP绕点A顺时针旋转60°得到线段AQ,连接BQ.若PA=6,PB=8,PC=10,则四边形APBQ的面
积为 .
(二)等腰直角三角形类型
在等腰直角三角形ΔABC中, ∠C=Rt∠ , P为ΔABC内一点,将ΔAPC绕C点按逆时针方向旋转900,使得AC与BC重合。经过这样旋转变化,在图(3-1-b)中的一个ΔP' CP为等腰直角三角形。
例2.如图,在ΔABC中,∠ ACB =900,BC=AC,P为ΔABC内一点,且PA=3,PB=1,PC=2。求∠ BPC的度数。
举一反三2(2016·福建龙岩·)已知△ABC是等腰三角形,AB=AC.
(1)特殊情形:如图1,当DE∥BC时,有DB EC.(填“>”,“<”或“=”)
(2)发现探究:若将图1中的△ADE绕点A顺时针旋转α(0°<α<180°)到图2位置,
则(1)中的结论还成立吗?若成立,请给予证明;若不成立,请说明理由.
(3)拓展运用:如图3,P是等腰直角三角形ABC内一点,∠ACB=90°,且PB=1,PC=2,PA=3,求∠BPC的度数.
【等比代换】
典例3(2014•湖南衡阳,)将一副三角尺(在Rt△ABC中,∠ACB=90°,∠B=60°;在Rt△DEF中,∠EDF=90°,∠E=45°)如图①摆放,点D为AB的中点,DE交AC于点P,DF经过点C.
(1)求∠ADE的度数;
(2)如图②,将△DEF绕点D顺时针方向旋转角α(0°<α<60°),此时的等腰直角三角尺记为△DE′F′,DE′交AC于点M,DF′交BC于点N,试判断的值是否随着α的变化而变化?如果不变,请求出的值;反之,请说明理由.
【中点类】
典例4(2016·辽宁丹东·)如图①,△ABC与△CDE是等腰直角三角形,直角边AC、CD在同一条直线上,点M、N分别是斜边AB、DE的中点,点P为AD的中点,连接AE、BD.
(1)猜想PM与PN的数量关系及位置关系,请直接写出结论;
(2)现将图①中的△CDE绕着点C顺时针旋转α(0°<α<90°),得到图②,AE与MP、BD分别交于点G、H.请判断(1)中的结论是否成立?若成立,请证明;若不成立,请说明理由;
(3)若图②中的等腰直角三角形变成直角三角形,使BC=kAC,CD=kCE,如图③,写出PM与PN的数量关系,并加以证明.
【折叠 +线段的数量关系】
5(2016·内蒙古包头)如图,已知一个直角三角形纸片ACB,其中∠ACB=90°,AC=4,BC=3,E、F分别是AC、AB边上点,连接EF.
(1)图①,若将纸片ACB的一角沿EF折叠,折叠后点A落在AB边上的点D处,且使S四边形ECBF=3S△EDF,求AE的长;
(2)如图②,若将纸片ACB的一角沿EF折叠,折叠后点A落在BC边上的点M处,且使MF∥CA.
①试判断四边形AEMF的形状,并证明你的结论;
②求EF的长;
【旋转 +线段的数量关系】
6(2016·四川资阳)在Rt△ABC中,∠C=90°,Rt△ABC绕点A顺时针旋转到Rt△ADE的位置,点E在斜边AB上,连结BD,过点D作DF⊥AC于点F.
(1)如图1,若点F与点A重合,求证:AC=BC;
(2)若∠DAF=∠DBA,
如图2,当点F在线段CA的延长线上时,判断线段AF与线段BE的数量关系,并说明理由;
【旋转 +线段的位置关系】
7(2016·吉林·8分)(1)如图1,在Rt△ABC中,∠ABC=90°,以点B为中心,把△ABC逆时针旋转90°,得到△A1BC1;再以点C为中心,把△ABC顺时针旋转90°,得到△A2B1C,连接C1B1,则C1B1与BC的位置关系为 ;
(2)如图2,当△ABC是锐角三角形,∠ABC=α(α≠60°)时,将△ABC按照(1)中的方式旋转α,连接C1B1,探究C1B1与BC的位置关系,写出你的探究结论,并加以证明;
(3)如图3,在图2的基础上,连接B1B,若C1B1=BC,△C1BB1的面积为4,则△B1BC的面积为 .
练习部分
1(2016·滨州·)如图,BD是△ABC的角平分线,它的垂直平分线分别交AB,BD,BC于点E,F,G,连接ED,DG.
(1)请判断四边形EBGD的形状,并说明理由;
(2)若∠ABC=30°,∠C=45°,ED=2的最小值.
,点H是BD上的一个动点,求HG+HC
2(2016·湖北黄石·)在△ABC中,AB=AC,∠BAC=2∠DAE=2α.
(1)如图1,若点D关于直线AE的对称点为F,求证:△ADF∽△ABC;
(2)如图2,在(1)的条件下,若α=45°,求证:DE2=BD2+CE2;
(3)如图3,若α=45°,点E在BC的延长线上,则等式DE2=BD2+CE2还能成立吗?请说明理由.
3(2016·四川成都·10分)如图①,△ABC中,∠ABC=45°,AH⊥BC于点H,点D在AH上,且DH=CH,连结BD.
(1)求证:BD=AC;
(2)将△BHD绕点H旋转,得到△EHF(点B,D分别与点E,F对应),连接AE.
①如图②,当点F落在AC上时,(F不与C重合),若BC=4,tanC=3,求AE的长;
②如图③,当△EHF是由△BHD绕点H逆时针旋转30°得到时,设射线CF与AE相交于点G,连接GH,试探究线段GH与EF之间满足的等量关系,并说明理由.
典例3(1)30°(2)
5【分析】(1)先利用折叠的性质得到EF⊥AB,△AEF≌△DEF,则S△AEF≌S△DEF,
则易得S△ABC=4S△AEF,再证明Rt△AEF∽Rt△ABC,然后根据相似三角形的性质得到
=()2,再利用勾股定理求出AB即可得到AE的长;AE=
(2)①通过证明四条边相等判断四边形AEMF为菱形;
②连结AM交EF于点O,如图②,设AE=x,则EM=x,CE=4﹣x,先证明△CME∽△CBA得到
=
=,解出x后计算出CM=,再利用勾股定理计算出AM,然后根据菱形
;
的面积公式计算EF;∵S菱形AEMF=EF•AM=AE•CM,∴EF=
6(1)由旋转得到∠BAC=∠BAD,而DF⊥AC,从而得出∠ABC=45°,最后判断出△ABC
是等腰直角三角形;
(2)由旋转得,∠BAC=∠BAD,
由旋转得,AB=AD,可证△ABD是等边三角形,
最后判定△AFD≌△BED,即可;
7(1)根据旋转的性质得到∠C1BC=∠B1BC=90°,BC1=BC=CB1,根据平行线的判定得到BC1∥CB1,推出四边形BCB1C1是平行四边形,根据平行四边形的性质即可得到结论;平行
(2)过C1作C1E∥B1C于E,于是得到∠C1EB=∠B1CB,由旋转的性质得到BC1=BC=B1C,∠C1BC=∠B1CB,等量代换得到∠C1BC=∠C1EB,根据等腰三角形的判定得到C1B=C1E,等量代换得到C1E=B1C,推出四边形C1ECB1是平行四边形,根据平行四边形的性质即可得到结论;
(3)6.
1.10
3∴tan∠EAH=tanC=3,过点H作HP⊥AE,∴HP=3AP,AE=2AP,
在Rt△AHP中,AP2+HP2=AH2,∴AP2+(3AP)2=9,
∴AP=,∴AE=;
②由①有,△AEH和△FHC都为等腰三角形,
∴∠GAH=∠HCG=90°,∴△AGQ∽△CHQ,
∴,∴,
∵∠AQC=∠GQE,∴△AQC∽△GQH,∴=sin30°=1/2.
4.24+9