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专题03全等模型-手拉手模型
全等三角形在中考数学几何模块中占据着重要地位,也是学生必须掌握的一块内容,本专题就全等三角形中的重要模型(手拉手(旋转)模型)进行梳理及对应试题分析,方便掌握。
模型1.手拉手模型(三角形)
【模型解读】
将两个三角形绕着公共顶点(即头)旋转某一角度后能完全重合,则这两个三角形构成手拉手全等,也叫旋转型全等,常用“边角边”判定定理证明全等。
公共顶点A记为“头”,每个三角形另两个顶点逆时针顺序数的第一个顶点记为“左手”,第二个顶点记为“右手”。
对应操作:左手拉左手(即连结BD),右手拉右手(即连结CE),得。
【常见模型及证法】
(等边)
(等腰直角)
(等腰)
例1.(2023春·江苏·八年级专题练习)如图,是等边三角形内一点,将线段绕点顺时针旋转,得到线段,连接,.(1)求证:;(2)连接,若,求的度数.
例2.(2022秋·福建龙岩·九年级校考阶段练习)如图,在边长为8的等边△ABC中,点D是AB的中点,点E是平面上△ABC外一点,且DE=2,连接BE,将线段EB绕点E顺时针旋转60°得到线段EF,连接AF,CE.??(1)判断△BEF的形状,并说明理由;(2)求证:AF=CE;(3)当点D,E,F在同一直线上时,请你在备用图中画出符合条件的图形,并求出此时BE的长.
备用图
例3.(2022·吉林·九年级期末)如图①,在中,,,点,分别在边,上,且,此时,成立.(1)将绕点逆时针旋转时,在图②中补充图形,并直接写出的长度;(2)当绕点逆时针旋转一周的过程中,与的数量关系和位置关系是否仍然成立?若成立,请你利用图③证明,若不成立请说明理由;(3)将绕点逆时针旋转一周的过程中,当,,三点在同一条直线上时,请直接写出的长度.
例4.(2022·黑龙江·虎林市九年级期末)已知Rt△ABC中,AC=BC,∠ACB=90°,F为AB边的中点,且DF=EF,∠DFE=90°,D是BC上一个动点.如图1,当D与C重合时,易证:CD2+DB2=2DF2;
(1)当D不与C、B重合时,如图2,CD、DB、DF有怎样的数量关系,请直接写出你的猜想,不需证明.
(2)当D在BC的延长线上时,如图3,CD、DB、DF有怎样的数量关系,请写出你的猜想,并加以证明.
例5.(2022·山西大同·九年级期中)综合与实践:已知是等腰三角形,.
(1)特殊情形:如图1,当∥时,______.(填“>”“<”或“=”);(2)发现结论:若将图1中的绕点顺时针旋转()到图2所示的位置,则(1)中的结论还成立吗?请说明理由.(3)拓展运用:某学习小组在解答问题:“如图3,点是等腰直角三角形内一点,,且,,,求的度数”时,小明发现可以利用旋转的知识,将绕点顺时针旋转90°得到,连接,构造新图形解决问题.请你根据小明的发现直接写出的度数.
模型2.手拉手模型(正多边形型)
【模型解读】将两个多边形绕着公共顶点(即头)旋转某一角度后能完全重合,则这两个多边形构成手拉手全等,也叫旋转型全等,常用“边角边”判定定理证明全等。
【常见模型及证法】
如图,在任意△ABC中,分别以AB、AC为边作正方形ABDE、ACFG,连接EC、BG,则△AEC≌△ABG.
例1.(2023春·浙江·八年级专题练习)边长为4的正方形ABCD与边长为2的正方形CEFG如图1摆放,将正方形CEFG绕点C顺时针旋转,旋转角为α,连接BG,DE.
(1)如图2,求证:△BCG≌△DCE;
(2)如图2,连接DG,BE,判断DG2+BE2否为定值.若是,求这个定值若不是,说明理由;
(3)如图3,当点G恰好落在DE上时,求α的值.
例2.(2023·河南鹤壁市八年级月考)(1)作图发现:如图1,已知,小涵同学以、为边向外作等边和等边,连接,.这时他发现与的数量关系是.
(2)拓展探究:如图2,已知,小涵同学以、为边向外作正方形和正方形,连接,,试判断与之间的数量关系,并说明理由.
例3.(2023·福建福州市·九年级月考)如图,和均为等边三角形,连接BE、CD.
(1)请判断:线段BE与CD的大小关系是;
(2)观察图,当和分别绕点A旋转时,BE、CD之间的大小关系是否会改变?
(3)观察如图和4,若四边形ABCD、DEFG都是正方形,猜想类似的结论是___________,在如图中证明你的猜想.
(4)这些结论可否推广到任意正多边形(不必证明),如图,BB1与EE1的关系是;它们分别在哪两个全等三角形中;请在如图中标出较小的正六边形AB1C1D1E1F1的另五个顶点,连接图中哪两个顶点,能构造出两个全等三角形?
例4.(2023·江苏无锡·八年级校考阶段练习)如图1,图2,图3,在中,分别
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