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真题呈现
例1(2020·贵州·黔东南·第25题①)如图1,△ABC和△DCE都是等边三角形,△BCD与△ACE是否全等?若全等,加以证明;若不全等,请说明理由.
追根溯源
八年级上册第83页第12题:如图2,△ABD,△AEC都是等边三角形. 求证:BE = DC.
本题考查等边三角形的性质、全等三角形的判定与性质. 教科书中多次出现这个基本图形.
破解策略
解例1的关键是寻找或构造基本图形,再运用基本图形的有关知识不难找到解题路径. 求解例1需熟知的两个基本图形是等边三角形模型(图3)和手拉手全等三角形模型(图4).
解析:如图1,△BCD与△ACE全等. 理由:
[∵△ABC]和[△DCE]都是等边三角形,[∴AC=BC],[DC=EC],[∠ACB=∠DCE=60°],
[∴∠ACB+∠ACD=∠DCE+∠ACD],即[∠BCD=∠ACE].
在[△BCD]和[△ACE]中,∵CD = CE,[∠BCD=∠ACE],BC = AC,[∴△BCD≌△ACE](SAS).
原題延伸
变式1 转动图1中△CDE的位置,使点B,C,E在一条直线上,设出BD,AE与两个等边三角形的边AC,DC的交点.
例2 如图5,C为线段BE上一动点(不与点B,E重合),在BE同侧分别作正三角形ABC和正三角形CDE,BD与AE交于点O,BD与AC交于点M,AE与CD交于点N,连接MN. 以下五个结论:① BD = AE; ② MN[?]BE;③ BM = AN;④ DE = DM;⑤ ∠BPA = 60°. 恒成立的有_________(把你认为正确的序号都填上).
解析:∵△ABC与△DCE为等边三角形,
∴CD = CE,AC = BC,∠BCD = ∠ACE = 120°,
∴△BCD ≌ △ACE,∴BD = AE. 故①正确.
∵△ABC为等边三角形,∴AC = BC,∠ACB = ∠DCE = 60°.
∴∠ACD = 180° - ∠BCA - ∠DCE = 180° - 60° - 60° = 60°.
∵△BCD ≌ △ACE,∴∠DBE = ∠CAE,∴△BCM ≌ △ACN,
∴MC = CN,∴△MCN为等边三角形,∴∠MNC = ∠NCE = 60°,∴MN[?]BE. 故②正确.
∵△MNC是等边三角形,∴CN = CM.
∵∠BCM = ∠ACN,BC = AC,∴△BMC ≌ △ANC,∴BM = AN. 故③正确.
∵DC = DE,∠MCN = ∠CMN = 60°,∴∠DMC>60°,∴DM ≠ DC,即DM ≠ DE. 故④错误.
∵∠CBM = ∠PAM,∠ABC = 60°,∴∠ABM + ∠PAM = 60°.
∵∠ABC = 60°,∴∠BPA = 180° - (∠ABM + ∠PAM) - ∠BAC = 60°. 故⑤正确. 因此填①②③⑤.
变式2 在图5中,取BD,AE的中点、三等分点、四等分点、……判断分点与点C组成的三角形的形状.
例3 如图6,△ABC,△ECD都是等边三角形,且B,C,E在一条直线上,连接BD,AE,点M,N分别是线段BD,AE上的两点,且BM = [13]BD,AN = [13]AE,则△CMN的形状是( ).
A. 等腰三角形 B. 直角三角形 C. 等边三角形 D. 不等边三角形
解析:同变式1,先证明△BCD ≌ △ACE,得到BD = AE,
再由BM = [13]BD,AN = [13]AE,得到BM = AN,
再证明△BMC ≌ △ANC,得到[∠BCM=∠ACN],[MC=NC],
∴[∠BCM+∠ACM=∠ACN+∠ACM=60°],
∴[△CMN]是等边三角形. 故选C.
变式3 将图1中一个等边三角形的两边去掉,变为最值问题.
例4 如图7,D是等边三角形ABC外一点. 若BD = 8,CD = 6,连接AD,则AD的最大值与最小值的差为_________.
解析:以CD为边向外作等边三角形CDE,连接BE.
∵CE = CD,CB = CA,∠ECD = ∠BCA = 60°,∴∠ECB = ∠DCA,
∴△ECB ≌ △DCA(SAS),∴BE = AD.
∵DE = CD = 6,BD = 8,∴8 - 6 ≤ BE ≤ 8 + 6,∴2 ≤ BE ≤ 14,
∴2 ≤ AD ≤ 14. ∴AD的最大值与最小值的差为12.
变式4 将等边三角形改为顶角相等的等腰三角形,例1的结论成立. (请同学们尝试证明)
同步演练
(1)如图9,点O是线段AD的中点,分别以AO和DO为边在线段AD的同侧作等边三角形OAB和等边三角形OCD,连接AC和BD,相交于点E,连接BC. 求∠AEB;(2)△OAB固定不动,保持△OCD的形状和大小不变,将△OCD绕着点O旋转(△OAB和△OCD不能重叠),如图10,求∠AEB.
答案:(1)60° (2)60°
(作者单位:江苏省兴化市戴泽初级中学)
例1(2020·贵州·黔东南·第25题①)如图1,△ABC和△DCE都是等边三角形,△BCD与△ACE是否全等?若全等,加以证明;若不全等,请说明理由.
追根溯源
八年级上册第83页第12题:如图2,△ABD,△AEC都是等边三角形. 求证:BE = DC.
本题考查等边三角形的性质、全等三角形的判定与性质. 教科书中多次出现这个基本图形.
破解策略
解例1的关键是寻找或构造基本图形,再运用基本图形的有关知识不难找到解题路径. 求解例1需熟知的两个基本图形是等边三角形模型(图3)和手拉手全等三角形模型(图4).
解析:如图1,△BCD与△ACE全等. 理由:
[∵△ABC]和[△DCE]都是等边三角形,[∴AC=BC],[DC=EC],[∠ACB=∠DCE=60°],
[∴∠ACB+∠ACD=∠DCE+∠ACD],即[∠BCD=∠ACE].
在[△BCD]和[△ACE]中,∵CD = CE,[∠BCD=∠ACE],BC = AC,[∴△BCD≌△ACE](SAS).
原題延伸
变式1 转动图1中△CDE的位置,使点B,C,E在一条直线上,设出BD,AE与两个等边三角形的边AC,DC的交点.
例2 如图5,C为线段BE上一动点(不与点B,E重合),在BE同侧分别作正三角形ABC和正三角形CDE,BD与AE交于点O,BD与AC交于点M,AE与CD交于点N,连接MN. 以下五个结论:① BD = AE; ② MN[?]BE;③ BM = AN;④ DE = DM;⑤ ∠BPA = 60°. 恒成立的有_________(把你认为正确的序号都填上).
解析:∵△ABC与△DCE为等边三角形,
∴CD = CE,AC = BC,∠BCD = ∠ACE = 120°,
∴△BCD ≌ △ACE,∴BD = AE. 故①正确.
∵△ABC为等边三角形,∴AC = BC,∠ACB = ∠DCE = 60°.
∴∠ACD = 180° - ∠BCA - ∠DCE = 180° - 60° - 60° = 60°.
∵△BCD ≌ △ACE,∴∠DBE = ∠CAE,∴△BCM ≌ △ACN,
∴MC = CN,∴△MCN为等边三角形,∴∠MNC = ∠NCE = 60°,∴MN[?]BE. 故②正确.
∵△MNC是等边三角形,∴CN = CM.
∵∠BCM = ∠ACN,BC = AC,∴△BMC ≌ △ANC,∴BM = AN. 故③正确.
∵DC = DE,∠MCN = ∠CMN = 60°,∴∠DMC>60°,∴DM ≠ DC,即DM ≠ DE. 故④错误.
∵∠CBM = ∠PAM,∠ABC = 60°,∴∠ABM + ∠PAM = 60°.
∵∠ABC = 60°,∴∠BPA = 180° - (∠ABM + ∠PAM) - ∠BAC = 60°. 故⑤正确. 因此填①②③⑤.
变式2 在图5中,取BD,AE的中点、三等分点、四等分点、……判断分点与点C组成的三角形的形状.
例3 如图6,△ABC,△ECD都是等边三角形,且B,C,E在一条直线上,连接BD,AE,点M,N分别是线段BD,AE上的两点,且BM = [13]BD,AN = [13]AE,则△CMN的形状是( ).
A. 等腰三角形 B. 直角三角形 C. 等边三角形 D. 不等边三角形
解析:同变式1,先证明△BCD ≌ △ACE,得到BD = AE,
再由BM = [13]BD,AN = [13]AE,得到BM = AN,
再证明△BMC ≌ △ANC,得到[∠BCM=∠ACN],[MC=NC],
∴[∠BCM+∠ACM=∠ACN+∠ACM=60°],
∴[△CMN]是等边三角形. 故选C.
变式3 将图1中一个等边三角形的两边去掉,变为最值问题.
例4 如图7,D是等边三角形ABC外一点. 若BD = 8,CD = 6,连接AD,则AD的最大值与最小值的差为_________.
解析:以CD为边向外作等边三角形CDE,连接BE.
∵CE = CD,CB = CA,∠ECD = ∠BCA = 60°,∴∠ECB = ∠DCA,
∴△ECB ≌ △DCA(SAS),∴BE = AD.
∵DE = CD = 6,BD = 8,∴8 - 6 ≤ BE ≤ 8 + 6,∴2 ≤ BE ≤ 14,
∴2 ≤ AD ≤ 14. ∴AD的最大值与最小值的差为12.
变式4 将等边三角形改为顶角相等的等腰三角形,例1的结论成立. (请同学们尝试证明)
同步演练
(1)如图9,点O是线段AD的中点,分别以AO和DO为边在线段AD的同侧作等边三角形OAB和等边三角形OCD,连接AC和BD,相交于点E,连接BC. 求∠AEB;(2)△OAB固定不动,保持△OCD的形状和大小不变,将△OCD绕着点O旋转(△OAB和△OCD不能重叠),如图10,求∠AEB.
答案:(1)60° (2)60°
(作者单位:江苏省兴化市戴泽初级中学)