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全等三角形问题中常见的辅助线的作法
常见辅助线的作法有以下几种:
1) 遇到三角形的中线,倍长中线,使延长线段与原中线长相等,构造全等三角形,利用的思维模式是全等变换中的“旋转”.
2) 截长法与补短法,具体做法是在某条线段上截取一条线段与特定线段相等,或是将某条线段延长,是之与特定线段相等,再利用三角形全等的有关性质加以说明.这种作法
适合于证明线段的和、差、倍、分等类的题目.
3) 遇到等腰三角形,可作底边上的高,利用“三线合一”的性质解题,思维模式是全等变换中的“对折”.
4) 遇到角平分线,可以自角平分线上的某一点向角的两边作垂线,利用的思维模式是三角形全等变换中的“对折”,所考知识点常常是角平分线的性质定理或逆定理.
5) 过图形上某一点作特定的平分线,构造全等三角形,利用的思维模式是全等变换中的“平移”或“翻转折叠”
特殊方法:在求有关三角形的定值一类的问题时,常把某点到原三角形各顶点的线段连接起来,利用三角形面积的知识解答.
一、 倍长中线(线段)造全等
例1.已知:如图3所示,AD为 △ABC的中线,
求证:AB+AC>2AD。
分析:要证AB+AC>2AD,由图形想到: AB+BD>AD,AC+CD>AD,所以有:AB+AC+ BD+CD > AD +AD=2AD,
但它的左边比要证结论多BD+CD,故不能直接证出此题,而由2AD想到要构造2AD,即加倍中线,把所要证的线段转移到同一个三角形中去。
证明:延长AD至E,使DE=AD,连接BE,CE。
3图
例3、如图,△ABC中,BD=DC=AC,E是DC的中点,求证:AD平分∠BAE.
因为BD=DC=AC,所以AC=1/2BC
因为E是DC中点,所以EC=1/2DC=1/2AC
∠ACE=∠BCA,所以△BCA∽△ACE
所以∠ABC=∠CAE
因为DC=AC,所以∠ADC=∠DAC
∠ADC=∠ABC+∠BAD
所以∠ABC+∠BAD=∠DAE+∠CAE
所以∠BAD=∠DAE
即AD平分∠BAE
应用:
二、截长补短
例1.已知:如图1所示, AD为△ABC的中线,且∠1=∠2,∠3=∠4。
求证:BE+CF>EF。
分析:要证BE+CF>EF ,可利用三角形三 边关系定理证明,须把BE,CF,EF移到同一个三角形中,而由已知∠1=∠2, ∠3=∠4,可在角的两边截取相等的线段,利用全等三角形的对应边相等,把EN,FN,EF移到同个三角形中。
证明:在DN上截取DN=DB,连接NE,NF。 延长FD到G , 使DG=FD, 再连结EG,BG
1、如图,中,AB=2AC,AD平分,且AD=BD,求证:CD⊥AC
证明:
取AB中点E,连接DE
∵AD=BD
∴DE⊥AB,即∠AED=90【等腰三角形三线合一】
∵AB=2AC
∴AE=AC
又∵∠EAD=∠CAD【AD平分∠BAC】
AD=AD
∴⊿AED≌⊿ACD(SAS)
∴∠C=∠AED=90
∴CD⊥AC
2、如图,AC∥BD,EA,EB分别平分∠CAB,∠DBA,CD过点E,求证;AB=AC+BD
在AB上取点N ,使得AN=AC
∠CAE=∠EAN ,AE为公共边,所以三角形CAE全等三角形EAN
所以∠ANE=∠ACE
又AC平行BD
所以∠ACE+∠BDE=180
而∠ANE+∠ENB=180
所以∠ENB=∠BDE
∠NBE=∠EBN
BE为公共边,所以三角形EBN全等三角形EBD
所以BD=BN
所以AB=AN+BN=AC+BD
3、如图,已知在内,,,P,Q分别在BC,CA上,并且AP,BQ分别是,的角平分线。求证:BQ+AQ=AB+BP
证明:
做辅助线PM‖BQ,与QC相交与M。
(首先算清各角的度数)
∵∠APB=180—∠BAP—∠ABP=180—30—80=70
且∠APM=180—∠APB—∠MPC=180—70—∠QBC(同位角相等)=180—70—40=70
∴∠APB=∠APM
又∵AP是BAC的角平分线,
∴∠BAP=∠MAP
AP是公共边
∴△ABP≌△AMP(角边角)
∴AB=AM,BP=MP
在△MPC中,∠MCP=∠MPC=40
∴MP=MC
∴AB+BP=AM+MP=AM+MC=AC
在△QBC中
∵∠QBC=QCB=40
∴BQ=QC
∴BQ+AQ=AQ+QC=AC
∴BQ+AQ=AB+BP
赞同
4、角平分线如图,在四边形ABCD中,BC>BA,AD=CD,BD平分,
求证:
延长BA,作DF⊥BA的延长线,作DE⊥BC
∵∠1=∠2
∴DE=DF(角分线上的点到角的两边距离相等)
∴在Rt△DFA与Rt△DEC中
{AD=DC,DF=DE}
∴Rt△DFA≌Rt△DEC(HL)
∴∠3=∠C
因为∠4+∠3=180
∴∠4+∠C=180
即∠A+∠C=180♢
5、如图在△ABC中,AB>AC,∠1=∠2,P为AD上任意一点,求证;AB-AC>PB-PC
延长AC至E,使AE=AB,连结PE。
然后证明一下△ABP≌AEP得到PB=PE备用(角边角证很容易吧~)
△PCE中,EC>PE-PC
∵EC=AE-AC,AE=AB
∴EC=AB-AC
又PB=PE
∴PE-PC=PB-PC
∴AB-AC>PB-PC
应用:
三、平移变换
例1 AD为△ABC的角平分线,直线MN⊥AD于A.E为MN上一点,△ABC周长记为,△EBC周长记为.求证>.
例2 如图,在△ABC的边上取两点D、E,且BD=CE,求证:AB+AC>AD+AE.
四、借助角平分线造全等
1、如图,已知在△ABC中,∠B=60,△ABC的角平分线AD,CE相交于点O,求证:OE=OD
在AC上取点F,使AF=AE
∵AD是角A的平分线
∴角EAO=角FAE/
∵AO=AO
∴三角形AEO与AFO全等(两边夹角相等)
∴EO=FO ,角AOE=角AOF
∵CE是角C的平分线
∴角DCO=角FCO
∵角B=60
∴角A+角C=180-60=120
∴角COD=角CAO+角OCA=角A/2+角C/2=60度
∴角OCF=180-角AOF-角COD=180-60-60=60
∴角OCF=角COD
∵OC=OC
∴三角形OCD与CFO全等 (两边夹角相等)
∴CF=CD
∴AC=AF+CF=AE+CD
即:AE+CD=AC
2、如图,△ABC中,AD平分∠BAC,DG⊥BC且平分BC,DE⊥AB于E,DF⊥AC于F.
(1)说明BE=CF的理由;(2)如果AB=,AC=,求AE、BE的长.
证明:连接BD,CD
DG⊥BC于G且平分BC
所以GD为BC垂直平分线
垂直平分线上的点到线段两端点距离相等
BD=CD
角平分线上的点到角两边距离相等
,AD平分∠BAC,DE⊥AB于E,DF⊥AC的延长线于F
所以DE=DF
在RT△BED,RT△CFD中
DE=DF
BD=CD
RT△BED≌RT△CFD(HL)
BE=CF
应用:
五、旋转
例1 正方形ABCD中,E为BC上的一点,F为CD上的一点,BE+DF=EF,求∠EAF的度数.
将三角形ADF绕点A顺时针旋转90度,至三角形ABG
则GE=GB+BE=DF+BE=EF
又AE=AE,AF=AG,
所以三角形AEF全等于AEG
所以∠EAF=∠GAE=∠BAE+∠GAB=∠BAE+∠DAF
又∠EAF+∠BAE+∠DAF=90
所以∠EAF=45度
例2 D为等腰斜边AB的中点,DM⊥DN,DM,DN分别交BC,CA于点E,F。
(1) 当绕点D转动时,求证DE=DF。
(2) 若AB=2,求四边形DECF的面积。
做DP⊥BC,垂足为P,做DQ⊥AC,垂足为Q
∵D为中点,且△ABC为等腰RT△ABC
∴DP=DQ=BC=AC
又∵∠FDQ=∠PDE(旋转)∠DQF=∠DPE=90
∴△DQF≌△DPE
∴S△DQF=S△DPE
又∵S四边形DECF=S四边形DFCP+S△DPE
∴S四边形DECF=S四边形DFCP+S△DQF=BC*AC=AC(AC=BC=定值)
∴四边形DECF面积不会改变
例3 如图,是边长为3的等边三角形,是等腰三角形,且,以D为顶点做一个角,使其两边分别交AB于点M,交AC于点N,连接MN,则的周长为 ;
我简单说一下
过D点做DE⊥AB的延长线
然后证明DMN≌DME
(注意△DBE实际上是△DCN旋转后得来的)
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