全等三角形动点问题有的时候会作为初二期末的压轴题,作为压轴题难度也是非常难的,是拉开档次的题目存在,作为中考的热门考点,今天我们继前一篇的动点专题基础篇、提高篇的基础上,进行难度进阶,希望同学们认真分析解题思路,总结出解题方法,不断提高。
例1. 如图1,已知C是线段AB的中点,过点C作AB的垂线CN,在射线CN上有一动点P(不与C重合),连接PB,过点A作PB的垂线,垂足为D,在射线AD上取点E,使得AE=BP,已知∠CPB=α,AB=8,(1)当α=15°时,求∠BAE的度数.(2)过E作EF⊥AB于F,在点P的运动过程中,α的大小随点P的运动而变化,在这个变化过程中线段EF的长度是否发生变化?若不变求出EF的长,若变化,说明理由.(3)如图2,当0°<α<45°时,设直线PE与直线AB相交于点G,求∠G的度数.
【解析】解:(1)∵PC⊥AB,AD⊥PB,∴∠B+∠BAE=90°,α+∠B=90°,
∴∠BAE=α=15°;
(2)线段EF的长度不变,EF=4,理由如下,由(1)知,∠FAE=∠BPC,
∵EF⊥AB,PC⊥AB,∴∠EFA=∠BCP=90°,
∵AE=BP,∴△EFA≌△BCP,∴EF=BC,∵C是AB中点,
∴BC=1/2AB=4.即EF=4,长度不变.
(3)连接PA,PE并延长交直线AB于点G,
∵C是AB中点,PC⊥AB,∴PC是线段AB的垂直平分线,
∴PA=PB=AE,∴∠APC=∠CPB=∠EAG,∠APG=2∠APC+∠BPG,
∵∠PEA=∠EAG+∠EGA=∠BPC+∠EGA,∠PEA=∠APE=2∠BPC+∠BPG,
∴∠EGA=∠BPC+∠BPG=∠CPG,∵PC⊥AB,∴∠EGA=45°.
例2.如图,在△ABC中,∠A<∠C,BD⊥AC,垂足为D,点E是BC边上的一个动点,连接DE,过点E作EF⊥DE,交AB的延长线于点F,连接DF交BC于点G,(1)请根据题意补全示意图;(2)当△ABD和△DEF全等时,①若AD=FE,∠A=30°,∠AFD=40°,求∠C的度数;②探究GF、AF、DF之间的数量关系,并说明理由.
【解析】解:(1)如图所示.
(2)①∵△ABD与△DEF全等,∴AB=DF,
∵DE⊥EF,BD⊥AC,∴∠DEF=∠ADB=90°,
∵AD=EF,∴∠ABD=∠EDF,BD=DE,∴∠ABD=90°-∠A=60°=∠EDF,
∴∠ABD=∠BDF+∠AFD,∠AFD=40°,∴∠BDF=20°,∴∠BDE=80°,
∴∠BED=∠DBE=50°,在Rt△BCD中,∠C=90°-∠DBE=40°;
②GF+DF=AF,理由如下,∵AB=DF,(i)若BD=DE,∵△ABD与△DEF全等,∴∠ABD=∠FDE,∵BD=DE,∴∠BED=∠DBE,∴∠FBG=180°-∠ABD-∠DBE,
∵∠DGE=180°-∠FDE-∠DEB,∴∠FBG=∠DGE,∵∠DGE=∠FGB,∴∠FBG=∠FGB,
∴FB=FG,∴AF=AB+BF=DF+GF;
(ii)若AD=DE,延长FE交AC于H,在CD上截取DI=DE,连接BI,
∵DE⊥FH,∴DH>DE,∵AD=DE=DI,BD⊥AI,∴BD平分∠ABI,∠A=∠BID,AB=BI,
∵∠BID=∠C+∠IBC>∠C,∴∠A>∠C,与题意不符.
综上所述,AF=DF+FG.
例3. 如图1,在Rt△ABC中,∠BAC=90°,AB=AC,分别过B、C两点作过点A的直线l的垂线,垂足为D、E.(1)如图1,当D、E两点在直线BC的同侧时,猜想BD、CE、DE三条线段有怎样的数量关系,并说明理由.(2)如图2,当D、E两点在直线BC的异侧时,猜想BD、CE、DE三条线段有怎样的数量关系,并说明理由.(3)如图3,∠BAC=90°,AB=22,AC=28,点P从点B出发沿B→A→C路径向终点C运动;点Q从C点出发沿C→A→B路径向终点B运动;点P和点Q分别以2单位/秒和3单位/秒的速度同时开始运动,只要有一个点到达终点时两点同时停止运动,在运动过程中,分别过P和Q作PF⊥l于F,QG⊥l于G. 问:点P运动多少秒时,△PFA和△QAG全等?
【解析】解:(1)DE=BD+CE,理由如下,
∵∠BAC=90°,∴∠DAB+∠EAC=90°,
∵BD⊥l,CE⊥l,∴∠BDA=∠AEC=90°,∴∠ACE+∠EAC=90°,∴∠DAB=∠ACE,
∵AB=AC,∴△ABD≌△CAE,∴CE=AD,BD=AE,∴DE=AD+AE=CE+BD;
(2)DE=CE-BD,理由如下,∵∠BAC=90°,∴∠DAB+∠EAC=90°,
∵BD⊥l,CE⊥l,∴∠BDA=∠AEC=90°,∴∠ACE+∠EAC=90°,
∴∠DAB=∠ACE,∵AB=AC,∴△ABD≌△CAE,∴CE=AD,BD=AE,
∴DE=AD-AE=CE-BD;
(3)设运动时间为t,①当0≤t<28/3时,如下图所示,
当AP=AQ时,△PFA≌△AGQ,即22-2t=28-3t,解得:t=6;
②当28/3≤t<11时,如下图所示,
当P与Q重合时,△PFA≌△QGA,即AP=AQ,22-2t=3t-28,解得:t=10;
③当11≤t≤50/3时,如下图所示,
当AP=AQ时,△PFA≌△AGQ,即2t-22=3t-28,解得:t=6(不合题意,舍去);
综上所述,当点P运动6秒、10秒时,△PFA和△QAG全等.