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几何模型06—手拉手模型
两个等腰三角形的顶角相等,且顶角的顶点互相重合,则称此图形为“手拉手全等模型”.
如图,△ABC是等腰三角形、△ADE是等腰三角形,AB=AC,AD=AE,
∠BAC=∠DAE=。结论:△BAD≌△CAE。
例1.如图,在直线AC的同一侧作两个等边三角形△ABD和△BCE,连接AE与CD交于点H,AE与DB交于点G,BE与CD交于点F,证明:
(1)△ABE≌△DBC;
(2)∠AHD=60°;
(3)△AGB≌△DFB;
(4)BH平分∠AHC;
(5)GF∥AC;
(6)DH+HB=AH
证明:连接GF,过点B作BM⊥AE于M,BN⊥CD于N.
∵△ABD,△BCE都是等边三角形,
∴∠ABD=∠EBC=60°,BA=BE,BE=BC,
∴∠ABE=∠DBC,
在△ABE和△DBC中,
,
∴△ABE≌△DBC(SAS),
∴∠BAE=∠BDC,∵∠AGB=∠DGH,∴∠AHD=∠ABG=60°,
在△AGB和△DFB中,
,∴△AGB≌△DFB(ASA),∴BG=BF,∵∠GBF=60°,
∴△BGF是等边三角形,∴∠FGB=∠ABD=60°,
∴FG∥AC,∵△ABE≌△DBC,BM⊥AE,BN⊥CD,
∴BM=BN,∴BH平分∠AHC
(6)在AH上截取HM=DH,连接DM,如图所示:
∵∠DHA=60°,∴△DMH是等边三角形,
∴DH=DM=MH,∠MDH=60°,
∵△ABD是等边三角形,
∴AD=BD,∠ADB=60°=∠MDH,
∴∠ADM=∠BDH,∴△ADM≌△BDH(SAS),
∴AM=BH,∵MH+AM=AH,∴DH+HB=AH.
变式1.在直线的同一侧作两个等边三角形和,连接与。(1)求证:;
(2)求的度数;
(3)连接,试判断形状.
变式2.如图两个等边三角形△ABD和△BCE,连接AE与CD,
(1)证明:AE与DC的夹角为60°;
(2)证明:AE与DC的交点设为H,BH平分∠AHC.
变式3.等边△ABD和等边△BCE如图所示,连接AE与CD,
(1)证明:AE=DC;(2)证明:AE与DC的夹角为60°;(3)AE延长线与DC的交点设为H,求证:BH平分∠AHC.
变式4.如图,在等边三角形中,是边上的动点,以为一边向上作等边三角形,连接.
(1)求证:≌;
(2)求证:;
(3)当点运动到的中点时,与有什么位置关系?并说明理由.
归纳总结:两个等边三角形共顶点的手拉手模型模型有以下结论:
第一个不变性质就是全等,如下图:
无论两个等边三角形的相对位置如何△ACD≌△BCE(SAS)始终成立。
(2)第二个不变性质是角度问题,如下图:
AD和BE的夹角 ∠APB=60°,这个结论不随等边三角形的相对位置变化而变化,也具有不变性。
(3)第三个不变性质是角平分线,如下图:
CP始终平分∠BPD,也就是说∠BPC=∠DPC =60°始终成立。
(4)第四个不变性质就是“等边+120°模型”即:BP=CP+AP,PE=CP+PD始终成立。
如图两个等腰直角△ADC与△EDG,∠ADC=∠EDG=90°,连接AG,CE交于点H.证明:
(1)AG=CE;
(2)AG⊥CE;
(3)连接HD,求证:HD平分∠AHE.
(4)连接AE,CG,若AD=6,DE=3,求出AE2+CG2的值.
证明:(1)∵△ADC与△EDG是等腰直角三角形,
∴∠ADC=∠GDE=90°,AD=CD,DG=DE,
∴∠ADC+∠CDG=∠GDE+∠CDG,即∠ADG=∠CDE,
在△ADG和△CDE中,,
∴△ADG≌△CDE(SAS),∴AG=CE;
(2)由(1)可知,△ADG≌△CDE,
∴∠GAD=∠ECD,∵∠ADC=90°,∴∠GAD+∠CAH+∠ACD=90°,
∴∠ECD+∠CAH+∠ACD=90°,即∠ACH+∠CAH=90°,
∴∠AHC=90°,∴∠EHG=∠AHC=90°;∴AG⊥CE;
(3)如图,过D作DM⊥AG于点M,DN⊥CE于点N,
由(1)可知,△ADG≌△CDE,∴AG=CE,DM=DN,∵DM⊥AG于点M,DN⊥CE于点N,∴HD平分∠AHE.
(4)解:如图:
由(2)得:AG⊥CE,∴AE2=AH2+HE2.CG2=CH2+HG2,
AE2+CG2=AH2+HE2+CH2+HG2=AC2+EG2,
∵AD=DC=6,DE=DG=3,
∴AC2+EG2=62+62+32+32=90,∴AE2+CG2=90.
变式1.如图,和都是等腰直角三角形,的顶点A在的斜边上,连接.
(1)求证:.
(2)若,求的长.
变式2.在中,,.
(1)如图1,点为边上一点,连接,以为边作,,,连接.直接写出线段与的数量关系为 ,位置关系为
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