基础题卡20 等边三角形(2)
新知梳理
在直角三角形中,如果一个锐角等于30°,那么它所对的直角边等于
斜边的一半
。
随堂小练
答案:斜边的一半
解析:
【分析】
本题考查直角三角形含30°锐角的特殊性质,思考时可结合等边三角形的性质推导验证:将含30°角的直角三角形沿较长直角边翻折,可得到一个等边三角形,此时原30°角所对的直角边是等边三角形的一条边,而等边三角形的边长恰好等于原直角三角形的斜边长度,由此就能推出30°角所对直角边和斜边的数量关系。
【解析】
我们可以通过推导得出该结论:在Rt△ABC中,∠C=90°,∠A=30°,则剩余锐角∠B=180°-90°-30°=60°。取斜边AB的中点D,连接CD,根据直角三角形斜边中线的性质可知CD=AD=BD=½AB。又因为∠B=60°,有一个角为60°的等腰三角形是等边三角形,因此△BCD是等边三角形,可得BC=BD=½AB,其中BC是30°角∠A所对的直角边,AB是直角三角形的斜边,由此可证得该性质。
【答案】
斜边的一半
【知识点】
1. 直角三角形30°角性质
2. 等边三角形的判定与性质
【点评】
该性质是直角三角形的核心基础性质之一,常应用于直角三角形的边长计算、角度推导类题目,记忆时要注意适用前提必须同时满足“直角三角形”和“存在30°锐角”两个条件,不可在非直角三角形中随意使用该性质。
【难度系数】
0.9
1. 如图,小明沿倾斜角∠ABC=30°的山坡从山脚B点步行到山顶A,共走了500 m,则山的高度AC是
250 m
。

答案:1. 250 m
解析:
【分析】
首先观察图形可知△ABC为直角三角形,∠C=90°,题目中给出的步行距离500m是斜边AB的长度,山的高度AC是30°角∠ABC所对的直角边。我们可以利用含30°角的直角三角形的性质求解,即30°角所对的直角边等于斜边的一半,直接代入数值计算即可得到AC的长度。
【解析】
解:由题意可知,△ABC中∠C=90°,AB=500m,∠ABC=30°。
根据含30°角的直角三角形的性质:直角三角形中,30°角所对的直角边等于斜边的一半,AC是∠ABC所对的直角边,因此:
$ AC=\frac{1}{2}AB=\frac{1}{2}×500=250(m) $
【答案】
250 m
【知识点】
含30°角的直角三角形的性质
【点评】
本题是基础应用类题目,主要考查对含30°角的直角三角形性质的掌握,解题时只需准确识别30°角对应的直角边和斜边,直接套用性质即可快速得出结果。
【难度系数】
0.9
2.如图,在△ABC中,∠A=30°,AB=BC,点D,E分别在边AB,AC上,若沿直线DE折叠,点A恰好与点B重合,且CE=6,则∠EBC=
90
°,AC=
9
。

答案:2. 90 9
解析:
【分析】
解题思路如下:①首先根据等腰三角形AB=BC的性质,结合已知∠A=30°,先求出△ABC的另外两个内角∠C、∠ABC的度数;②再根据折叠的性质,得到折叠前后对应角相等、对应边相等,即∠ABE=∠A,AE=BE,进而计算出∠EBC的度数;③最后在Rt△EBC中,利用直角三角形30°角所对直角边等于斜边的一半求出BE的长度,再结合AC=AE+CE即可求出AC的总长。
【解析】
解:
1. 求△ABC内角:
∵AB=BC,∠A=30°,
∴∠C=∠A=30°,
∴∠ABC=180°-∠A-∠C=180°-30°-30°=120°。
2. 利用折叠性质:
沿直线DE折叠,点A与点B重合,由折叠的性质可得△ADE≌△BDE,
∴∠ABE=∠A=30°,AE=BE。
3. 计算∠EBC:
∠EBC=∠ABC - ∠ABE=120°-30°=90°。
4. 计算AC长度:
在Rt△EBC中,∠EBC=90°,∠C=30°,CE=6,
根据直角三角形的性质:30°角所对的直角边等于斜边的一半,可得BE=½CE=½×6=3,
∴AE=BE=3,
∴AC=AE+CE=3+6=9。
【答案】
90;9
【知识点】
等腰三角形的性质,折叠的性质,直角三角形30°角的性质
【点评】
本题属于基础综合题,将等腰三角形、折叠变换、特殊直角三角形的性质结合考查,解题的关键是熟练掌握折叠前后图形的对应角、对应边相等的性质,灵活运用特殊三角形的边角关系求解。
【难度系数】
0.75
3.如图,在等边△ABC中,M是BC的中点,MN⊥AB,垂足为N,连接AM,求证:AM=2MN.

答案:3. 证明:
∵△ABC为等边三角形,
∴AB=AC,∠BAC=60°.
∵M为BC的中点,
∴AM⊥BC,∠BAM=1/2∠BAC=30°.
∵MN⊥AB,
∴AM=2MN.
解析:
【分析】
要证明AM=2MN,可结合含30°角的直角三角形的性质推导:首先利用等边三角形的性质,结合M是BC中点的条件,通过“三线合一”得到AM平分∠BAC,进而得到∠MAN=30°;再由MN⊥AB可知△AMN是直角三角形,最后根据直角三角形中30°角所对的直角边等于斜边的一半,即可证得结论。
【解析】
证明:
∵△ABC为等边三角形,
∴AB=AC,∠BAC=60°。
∵M为BC的中点,
∴AM⊥BC,∠BAM=$\frac{1}{2}$∠BAC=30°。
∵MN⊥AB,
∴在Rt△AMN中,∠BAM=30°,30°角所对的直角边为MN,斜边为AM,
∴AM=2MN。
【答案】
证明过程如上,可证得AM=2MN。
【知识点】
等边三角形的性质,等腰三角形三线合一,含30°角的直角三角形的性质
【点评】
本题属于基础几何证明题,解题的关键是利用等边三角形三线合一的性质得到30°角,再结合直角三角形的特殊性质完成推导,熟练掌握特殊三角形的相关性质是解决这类题的基础。
【难度系数】
0.8
4.如图,在等边△ABC中,BD平分∠ABC,E是BC延长线上一点,且CE=CD,连接DE,求∠BDE的度数.

答案:4. 解:
∵△ABC为等边三角形,
∴∠ABC=∠ACB=60°.
∵BD平分∠ABC,
∴∠ABD=∠CBD=30°,BD⊥AC,
即∠BDC=90°.
∵CE=CD,
∴∠CDE=∠E.
∵∠ACB=∠CDE+∠E,
∴2∠CDE=60°,
∴∠CDE=30°,
∴∠BDE=∠BDC+∠CDE=90°+30°=120°.
解析:
【分析】
解题时我们可以从已知条件逐步推导:①首先由等边△ABC的性质,可先得出∠ABC、∠ACB的度数均为60°;②结合BD是∠ABC的角平分线,根据等边三角形“三线合一”的性质,可得BD垂直AC,即∠BDC=90°,同时得到∠CBD的度数;③再由CE=CD可知△CDE是等腰三角形,根据“等边对等角”得∠CDE=∠E,利用三角形外角的性质(∠ACB是△CDE的外角,等于两个不相邻内角的和),即可算出∠CDE的度数;④最后∠BDE是∠BDC与∠CDE的和,相加即可得到结果。
【解析】
∵△ABC为等边三角形,
∴∠ABC=∠ACB=60°。
∵BD平分∠ABC,
∴∠ABD=∠CBD=30°,BD⊥AC,
即∠BDC=90°。
∵CE=CD,
∴∠CDE=∠E。
∵∠ACB是△CDE的外角,
∴∠ACB=∠CDE+∠E,
∴2∠CDE=60°,
∴∠CDE=30°,
∴∠BDE=∠BDC+∠CDE=90°+30°=120°。
【答案】
120°
【知识点】
等边三角形的性质、等腰三角形的性质、三角形外角的性质
【点评】
本题是基础几何计算题,核心是熟练运用特殊三角形的性质,将已知条件转化为和待求角相关的角度关系,只要理清角之间的和差、等量关系就可以顺利求解。
【难度系数】
0.8
5.如图,在△ABC中,∠C=90°,∠B=30°,DE是AB的垂直平分线,垂足为E,DE交BC于点D,连接AD.
(1)求证:DC=DE;
(2)若CD=3,求BD的长.

答案:5.(1)证明:
∵DE是AB的垂直平分线,
∴DA=DB,
∴∠DAB=∠DBA=30°.
∵∠C=90°,∠B=30°,
∴∠CAB=60°,
∴∠CAD=∠BAD=30°.
∵DC⊥AC,DE⊥AB,
∴DC=DE.
(2)解:
∵DC=DE,CD=3,
∴DE=3.
∵∠B=30°,DE⊥AB,
∴BD=2DE=6.
解析:
【分析】
(1)要证明DC=DE,观察可得DC、DE分别是点D到∠CAB两边AC、AB的垂线段,可利用角平分线的性质证明,即先证AD平分∠CAB。首先根据线段垂直平分线的性质得DA=DB,推出∠DAB=∠B=30°,再结合Rt△ABC的内角和求出∠CAB=60°,即可得到∠CAD=∠BAD=30°,即AD是∠CAB的角平分线,根据角平分线的性质得DC=DE。
(2)求BD的长时,由(1)的结论先得到DE=CD=3,再观察Rt△DEB中∠B=30°,利用“含30°角的直角三角形中,30°角所对直角边是斜边的一半”的性质,即可求出BD的长度。
【解析】
(1)证明:
∵DE是AB的垂直平分线,
∴DA=DB,
∴∠DAB=∠DBA=30°。
∵∠C=90°,∠B=30°,
∴∠CAB=180°-90°-30°=60°,
∴∠CAD=∠CAB-∠DAB=60°-30°=30°,即∠CAD=∠BAD=30°。
∵DC⊥AC,DE⊥AB,
∴根据角平分线的性质可得DC=DE。
(2)解:
∵DC=DE,CD=3,
∴DE=3。
∵DE⊥AB,即∠DEB=90°,∠B=30°,
∴在Rt△DEB中,30°角所对的直角边DE是斜边BD的一半,即BD=2DE=2×3=6。
【答案】
(1)DC=DE,证明成立;
(2)BD的长为6。
【知识点】
线段垂直平分线的性质;角平分线的性质;含30°角的直角三角形的性质
【点评】
本题是基础几何题,综合考查了多个常用几何性质的应用,解题核心是通过线段垂直平分线的性质推导角度关系,再结合角平分线和特殊直角三角形的性质求解,需熟练掌握各类基础几何性质并灵活运用。
【难度系数】
0.8