专题15 角含半角模型
破题策略
1. 等腰直角三角形角含半角
如图,在△ABC中,AB=AC,∠BAC=90°,点D,E在BC上且∠DAE=45° (1) △BAE∽△ADE∽△CDA (2)BD2+CE2=DE2.
A45°BDEC
证明(1)易得∠ADC=∠B+∠BAD=∠EAB, 所以△BAE∽△ADE∽△CDA.
(2)方法一(旋转法):如图1,将△ABD绕点A逆时针旋转90°得到△ACF,连结EF.
A45°FBDEC
则∠EAF=∠EAD=45°,AF=AD,所以△ADE∽△FAE ( SAS ). 所以DE= EF.
而CF=BD,∠FCE=∠FCA+∠ACE=90°, 所以BD2+ CE2=CF2+CE2=EF2=DE2.
方法二(翻折法):如图2,作点B 关于AD 的对称点F,连结AF,DF,EF.
A45°BDFEC
因为∠BAD+∠EAC=∠DAF+∠EAF, 又因为∠BAD=∠DAF,
则∠FAE=∠CAE,AF=AB=AC, 所以△FAE∽△CAE(SAS). 所以EF= EC.
而DF=BD, ∠DFE=∠AFD+ ∠AFE=90°, 所以BD2+ EC2= FD2+ EF2= DE2.
【拓展】①如图,在△ ABC 中,AB=AC,∠BAC=90°,点D 在BC 上,点E 在BC 的延长线上,且∠DAE=45°,则BD2+CE2=DE2.
ABDCE
可以通过旋转、翻折的方法来证明,如图:
FAAFBDCEB
DCE
②将等腰直角三角形变成任意的等腰三角形:如图,在△ABC中,AB=AC,点D,E在BC上,且∠DAE=数为180°-∠BAC.
A1∠BAC,则以BD,DE,EC为三边长的三角形有一个内角度2BDEC
可以通过旋转、翻折的方法将BD,DE,EC转移到一个三角形中,如图:
AAFBBDFECDEC
2. 正方形角含半角
如图1,在正方形ABCD中,点E,F分别在边BC,CD上,∠EAF=45°,连结EF,
则:
B45°EABEGABHE45°ACF图1DCF图2DCF图3D
(1)EF=BE+DF;
(2)如图2,过点A作AG⊥EF于点G,则AG=AD;
(3)如图3,连结BD交AE于点H,连结FH. 则FH⊥AE. (1)如图4,将△ABE绕点A逆时针旋转90°得到△ADI证明.
BEACF图4DI
则∠IAF=∠EAF=45°,AI=AE, 所以△AEF∽△AIF(SAS), 所以EF=IF=DI+DF=BE+DF.
(2)因为△AEF∽△AIF,AG⊥EF,AD⊥IF, 所以AG=AD.
(3)由∠HAF=∠HDF=45°可得A,D,F,H 四点共圆, 从而∠AHF=180°-∠ADF=90°,
即FH⊥AE.
【拓展】①如图,在正方形ABCD中,点E,F分别在边CB,DC 的延长线上,∠EAF=45°,连结EF,则EF=DF-BE.
EBAFCD
可以通过旋转的方法来证明.如图:
EAB
FCGD
②如图,在一组邻边相等、对角互补的四边形ABCD 中,AB=AD,∠BAD+∠C=180 °,点E,F分别在BC、CD上,∠EAF=
1∠BAD,连结EF,则EF=BE+DF. 2BAECFD
可以通过旋转的方法来证明.如图:
BAEC
FDG
例题讲解
例1 如图1,点E、F分别在正方形ABCD的边BC、CD上,∠EAF=45°. (1) 试判断BE、EF、FD之间的数量关系.
(2) 如图2,在四边形ABCD中,∠BAD≠90°,AB=AD.∠B+∠D=180°,点E、F分别在BC、CD上,则当∠EAF 与∠BAD 满足 关系时,仍 有EF=BE+FD.
(3)如图3.在某公园的同一水平面上,四条通道围成四边形ABCD.已知AB=AD =80m,∠B=60°,∠ADC=120°,∠BAD=150°,道路BC,CD上分别有景点 E,F,且AE⊥AD.DF=40(3-1)m.现要在E、F之间修一条笔直的道路,求 这条道路EF的长.(结果取整数,参考数据:2=1.41,3=1.73)
ADFADDFBEC图2FABC
BEC图1E图3解: (1)由“正方形内含半角模型”可得EF=BE+FD. (2)∠BAD=2∠EAF,理由如下:
如图4,延长CD至点G,使得DG=BE.连结AG. 易证△ABE≌△ADG(SAS). 所以AE=AG,
即EF=BE+DF=DG+DF=GF. 从而证得△AEF≌△AGF( SSS). 所以∠EAF=∠GAF=
11∠EAG=∠BAD. 22