初中数学证明题常见辅助线作法规律.pdf
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1、 初中数学证明题常见辅助线作法规律 LELE was finally revised on the morning of December 16,2020 初中数学证明题常见辅助线作法记忆歌诀 及几何规律汇编 人们从来就是用自己的聪明才智创造条件解决问题的,当问题的条件不够时,添加辅助线构成新图形,形成新关系,使分散的条件集中,建立已知与未知的桥梁,把问题转化为自己能解决的问题,这是解决问题常用的策略。初中几何常见辅助线作法歌诀 人说几何很困难,难点就在辅助线。辅助线,如何添?把握定理和概念。还要刻苦加钻研,找出规律凭经验。三角形 图中有角平分线,可向两边作垂线。也可将图对折看,对称以后关系现
2、。角平分线平行线,等腰三角形来添。角平分线加垂线,三线合一试试看。线段垂直平分线,常向两端把线连。要证线段倍与半,延长缩短可试验。三角形中两中点,连接则成中位线。三角形中有中线,延长中线等中线。四边形 平行四边形出现,对称中心等分点。梯形里面作高线,平移一腰试试看。平行移动对角线,补成三角形常见。证相似,比线段,添线平行成习惯。等积式子比例换,寻找线段很关键。直接证明有困难,等量代换少麻烦。斜边上面作高线,比例中项一大片。圆 半径与弦长计算,弦心距来中间站。圆上若有一切线,切点圆心半径连。切线长度的计算,勾股定理最方便。要想证明是切线,半径垂线仔细辨。是直径,成半圆,想成直角径连弦。弧有中点圆
3、心连,垂径定理要记全。圆周角边两条弦,直径和弦端点连。弦切角边切线弦,同弧对角等找完。要想作个外接圆,各边作出中垂线。还要作个内接圆,内角平分线梦圆。如果遇到相交圆,不要忘作公共弦。内外相切的两圆,经过切点公切线。若是添上连心线,切点肯定在上面。要作等角添个圆,证明题目少困难。辅助线,是虚线,画图注意勿改变。假如图形较分散,对称旋转去实验。基本作图很关键,平时掌握要熟练。解题还要多心眼,经常总结方法显。切勿盲目乱添线,方法灵活应多变。分析综合方法选,困难再多也会减。虚心勤学加苦练,成绩上升成直线。线、角、相交线、平行线 规律 1.如果平面上有 n(n2)个点,其中任何三点都不在同一直线上,那么
4、每两点画一条直线,一共可以画出12n(n1)条.规律 2.平面上的 n 条直线最多可把平面分成12n(n+1)+1个部分.规律 3.如果一条直线上有 n 个点,那么在这个图形中共有线段的条数为12n(n1)条.规律 4.线段(或延长线)上任一点分线段为两段,这两条线段的中点的距离等于线段长的一半.例:如图,B在线段 AC 上,M 是 AB的中点,N是 BC 的中点.求证:MN=12AC 证明:M 是 AB的中点,N是 BC 的中点 AM=BM=12AB,BN=CN=12BC MN=MB+BN=12AB+12BC=12(AB+BC)MN=12AC 练习:1.如图,点 C 是线段 AB上的一点,M
5、 是线段 BC 的中点.求证:AM=12(AB+BC)NMCBA MCBA 2.如图,点 B在线段 AC 上,M 是 AB的中点,N是 AC 的中点.求证:MN=12BC 3.如图,点 B在线段 AC 上,N是 AC 的中点,M 是 BC 的中点.求证:MN=12AB 规律 5.有公共端点的 n 条射线所构成的交点的个数一共有12n(n1)个.规律 6.如果平面内有 n 条直线都经过同一点,则可构成小于平角的角共有2n(n1)个.规律 7.如果平面内有 n 条直线都经过同一点,则可构成 n(n1)对对顶角.规律 8.平面上若有 n(n3)个点,任意三个点不在同一直线上,过任意三点作三角形一共可
6、作出16n(n1)(n2)个.规律 9.互为邻补角的两个角平分线所成的角的度数为 90o.规律 10.平面上有 n 条直线相交,最多交点的个数为12n(n1)个.规律 11.互为补角中较小角的余角等于这两个互为补角的角的差的一半.规律 12.当两直线平行时,同位角的角平分线互相平行,内错角的角平分线互相平行,同旁内角的角平分线互相垂直.NMCBA NMCBA 例:如图,以下三种情况请同学们自己证明.13.已知 ABDE,如规律图,规律如下:规律14.成“8”字形的两个三角形的一对内角平分线相交所成的角等于另两个内角和的一半.1 ABC+BCD+CDE=360 EDCBA+=CDEABCBCD2
7、 EDCBA-=CDEABCBCD3 EDCBA-=CDEABCBCD4 EDCBA+=CDEABCBCD5 EDCBA+=CDEABCBCD6 EDCBA HGFEDBCA HGFEDBCA HGFEDBCA 例:已知,BE、DE 分别平分ABC 和ADC,若A=45o,C=55o,求E的度数.解:AABE=EADE CCDE=ECBE 得 AABECCDE=EADEECBE BE平分ABC、DE 平分ADC,ABE=CBE,CDE=ADE 2E=AC E=12(AC)A=45o,C=55o,E=50o 三角形部分 规律 15在利用三角形三边关系证明线段不等关系时,如果直接证不出来,可连结两
8、点或延长某边构造三角形,使结论中出现的线段在一个或几个三角形中,再利用三边关系定理及不等式性质证题.例:如图,已知 D、E 为ABC 内两点,求证:ABACBDDECE.NMEDBCA 证法(一):将 DE 向两边延长,分别交 AB、AC 于 M、N 在AMN 中,AM ANMDDENE 在BDM 中,MBMDBD 在CEN 中,CNNECE 得 AMANMBMDCNNEMDDENEBDCE ABACBDDECE 证法(二)延长 BD 交 AC 于 F,延长 CE 交 BF 于 G,在ABF 和GFC 和GDE 中有,ABAFBDDGGF GFFCGECE DGGEDE 有 ABAFGFFCD
9、GGEBDDGGFGECEDE ABACBDDECE FGNMEDCBA 注意:利用三角形三边关系定理及推论证题时,常通过引辅助线,把求证的量(或与求证有关的量)移到同一个或几个三角形中去然后再证题.练习:已知:如图 P 为ABC 内任一点,求证:12(ABBCAC)PAPBPCABBCAC 规律 16三角形的一个内角平分线与一个外角平分线相交所成的锐角,等于第三个内角的一半.例:如图,已知 BD 为ABC 的角平分线,CD 为ABC 的外角ACE 的平分线,它与 BD 的延长线交于 D.求证:A=2D 证明:BD、CD 分别是ABC、ACE 的平分线 ACE=21,ABC=22 A=ACE
10、ABC A=2122 又D=12 A=2D 规律 17.三角形的两个内角平分线相交所成的钝角等于 90o加上第三个内角的一半.21CEDBA 例:如图,BD、CD 分别平分ABC、ACB,求证:BDC=90o12A 证明:BD、CD 分别平分ABC、ACB A2122=180o 2(12)=180oA BDC=180o(12)(12)=180oBDC 把式代入式得 2(180oBDC)=180oA 即:360o2BDC=180oA 2BDC=180oA BDC=90o12A 规律 18.三角形的两个外角平分线相交所成的锐角等于 90o减去第三个内角的一半.例:如图,BD、CD 分别平分EBC、
11、FCB,求证:BDC=90o12A 证明:BD、CD 分别平分EBC、FCB EBC=21、FCB=22 21=AACB 22=AABC DCBA21 得 2(12)=AABCACBA 2(12)=180oA(12)=90o12A BDC=180o(12)BDC=180o(90o12A)BDC=90o12A 规律 19.从三角形的一个顶点作高线和角平分线,它们所夹的角等于三角形另外两个角差(的绝对值)的一半.例:已知,如图,在ABC 中,CB,ADBC 于 D,AE 平分BAC.求证:EAD=12(CB)证明:AE 平分BAC BAE=CAE=12BAC BAC=180o(BC)EAC=121
12、80o(BC)ADBC 21FEDCBA EDCBA DAC=90o C EAD=EACDAC EAD=12180o(BC)(90oC)=90o12(BC)90oC =12(CB)如果把 AD 平移可以得到如下两图,FDBC 其它条件不变,结论为EFD=12(CB).注意:同学们在学习几何时,可以把自己证完的题进行适当变换,从而使自己通过解一道题掌握一类题,提高自己举一反三、灵活应变的能力.规律 20.在利用三角形的外角大于任何和它不相邻的内角证明角的不等关系时,如果直接证不出来,可连结两点或延长某边,构造三角形,使求证的大角在某个三角形外角的位置上,小角处在内角的位置上,再利用外角定理证题.
13、例:已知 D 为ABC 内任一点,求证:BDCBAC ABCDEFFEDCBA 证法(一):延长 BD 交 AC 于 E,BDC 是EDC 的外角,BDCDEC 同理:DECBAC BDCBAC 证法(二):连结 AD,并延长交 BC 于 F BDF 是ABD 的外角,BDFBAD 同理CDFCAD BDFCDFBADCAD 即:BDCBAC 规律 21.有角平分线时常在角两边截取相等的线段,构造全等三角形.例:已知,如图,AD 为ABC 的中线且1=2,3=4,求证:BECFEF 证明:在 DA 上截取 DN=DB,连结 NE、NF,则 DN=DC 在BDE 和NDE 中,DN=DB FAB
14、CDEDCBA 4321NFEDCBA 1=2 ED=ED BDENDE BE=NE 同理可证:CF=NF 在EFN 中,ENFNEF BECFEF 规律 22.有以线段中点为端点的线段时,常加倍延长此线段构造全等三角形.例:已知,如图,AD 为ABC 的中线,且1=2,3=4,求证:BECFEF 证明:延长 ED 到 M,使 DM=DE,连结 CM、FM BDE 和CDM 中,BD=CD 1=5 ED=MD BDECDM CM=BE 又1=2,3=4 123 4=180o 3 2=90o 即EDF=90o FDM=EDF=90o EDF 和MDF 中 ED=MD FDM=EDF DF=DF
15、EDFMDF EF=MF 在CMF 中,CFCM MF BECFEF(此题也可加倍 FD,证法同上)规律 23.在三角形中有中线时,常加倍延长中线构造全等三角形.例:已知,如图,AD 为ABC 的中线,求证:ABAC2AD 证明:延长 AD 至 E,使 DE=AD,连结 BE AD 为ABC 的中线 BD=CD 在ACD 和EBD 中 BD=CD 1=2 MABCDEF12345 12EDCBA AD=ED ACDEBD ABE 中有 ABBEAE ABAC2AD 规律 24.截长补短作辅助线的方法 截长法:在较长的线段上截取一条线段等于较短线段;补短法:延长较短线段和较长线段相等.这两种方法
16、统称截长补短法.当已知或求证中涉及到线段 a、b、c、d 有下列情况之一时用此种方法:ab ab=c ab=cd 例:已知,如图,在ABC 中,ABAC,1=2,P 为 AD 上任一点,求证:ABACPBPC 证明:截长法:在 AB 上截取 AN=AC,连结 PN 在APN 和APC 中,AN=AC 1=2 AP=AP APNAPC P12NDCBA PC=PN BPN 中有 PBPCBN PBPCABAC 补短法:延长 AC 至 M,使 AM=AB,连结 PM 在ABP 和AMP 中 AB=AM 1=2 AP=AP ABPAMP PB=PM 又在PCM 中有 CM PMPC ABACPBPC
17、 练习:1.已知,在ABC 中,B=60o,AD、CE 是ABC 的角平分线,并且它们交于点 O 求证:AC=AECD 2.已知,如图,ABCD1=2,3=4.求证:BC=ABCD 规律 25.证明两条线段相等的步骤:ABCD21PM 4321EDCBA 观察要证线段在哪两个可能全等的三角形中,然后证这两个三角形全等。若图中没有全等三角形,可以把求证线段用和它相等的线段代换,再证它们所在的三角形全等.如果没有相等的线段代换,可设法作辅助线构造全等三角形.例:如图,已知,BE、CD 相交于 F,B=C,1=2,求证:DF=EF 证明:ADF=B3 AEF=C4 又3=4 B=C ADF=AEF
18、在ADF 和AEF 中 ADF=AEF 1=2 AF=AF ADFAEF DF=EF 4321FEDCBA 规律 26.在一个图形中,有多个垂直关系时,常用同角(等角)的余角相等来证明两个角相等.例:已知,如图 RtABC 中,AB=AC,BAC=90o,过 A 作任一条直线AN,作 BDAN 于 D,CEAN 于 E,求证:DE=BDCE 证明:BAC=90o,BDAN 12=90o 13=90o 2=3 BDAN CEAN BDA=AEC=90o 在ABD 和CAE 中,BDA=AEC 2=3 AB=AC ABDCAE BD=AE 且 AD=CE AEAD=BDCE DE=BDCE 规律
19、27.三角形一边的两端点到这边的中线所在的直线的距离相等.例:AD 为ABC 的中线,且 CFAD 于 F,BEAD 的延长线于 E 321NEDCBA 求证:BE=CF 证明:(略)规律 28.条件不足时延长已知边构造三角形.例:已知 AC=BD,ADAC 于 A,BCBD 于 B 求证:AD=BC 证明:分别延长 DA、CB 交于点 E ADAC BCBD CAE=DBE=90o 在DBE 和CAE 中 DBE=CAE BD=AC E=E DBECAE ED=EC,EB=EA EDEA=EC EB AD=BC 21DCBAFE OEDCBA 规律 29.连接四边形的对角线,把四边形问题转化
20、成三角形来解决问题.例:已知,如图,ABCD,ADBC 求证:AB=CD 证明:连结 AC(或 BD)ABCD,ADBC 1=2 在ABC 和CDA 中,1=2 AC=CA 3=4 ABCCDA AB=CD 练习:已知,如图,AB=DC,AD=BC,DE=BF,求证:BE=DF 规律 30.有和角平分线垂直的线段时,通常把这条线段延长。可归结为“角分垂等腰归”.4321DCBA EFDCBA 例:已知,如图,在 RtABC 中,AB=AC,BAC=90o,1=2,CEBD 的延长线于 E 求证:BD=2CE 证明:分别延长 BA、CE 交于 F BECF BEF=BEC=90o 在BEF 和B
21、EC 中 1=2 BE =BE BEF=BEC BEFBEC CE=FE=12CF BAC=90o,BECF BAC =CAF=90o 1BDA=90o 1BFC=90o BDA=BFC 在ABD 和ACF 中 21EFDCBA BAC =CAF BDA=BFC AB=AC ABDACF BD=CF BD=2CE 练习:已知,如图,ACB=3B,1=2,CDAD 于 D,求证:ABAC=2CD 规律 31.当证题有困难时,可结合已知条件,把图形中的某两点连接起来构造全等三角形.例:已知,如图,AC、BD 相交于 O,且 AB=DC,AC=BD,求证:A=D 证明:(连结 BC,过程略)规律 3
22、2.当证题缺少线段相等的条件时,可取某条线段中点,为证题提供条件.OABDC 21DCBA 例:已知,如图,AB=DC,A=D 求证:ABC=DCB 证明:分别取 AD、BC 中点 N、M,连结 NB、NM、NC(过程略)规律 33.有角平分线时,常过角平分线上的点向角两边做垂线,利用角平分线上的点到角两边距离相等证题.例:已知,如图,1=2,P 为 BN 上一点,且 PDBC 于 D,ABBC=2BD,求证:BAPBCP=180o 证明:过 P 作 PEBA 于 E PDBC,1=2 PE=PD 在 RtBPE 和 RtBPD 中 BP=BP PE=PD RtBPERtBPD BE=BD A
23、BBC=2BD,BC=CDBD,AB=BEAE BADC NPED CBA21 AE=CD PEBE,PDBC PEB=PDC=90o 在PEA 和PDC 中 PE=PD PEB=PDC AE=CD PEAPDC PCB=EAP BAPEAP=180o BAPBCP=180o 练习:1.已知,如图,PA、PC 分别是ABC 外角MAC 与NCA 的平分线,它们交于 P,PDBM 于 M,PFBN 于 F,求证:BP 为MBN 的平分线 FMNPBADC 2.已知,如图,在ABC 中,ABC=100o,ACB=20o,CE 是ACB 的平分线,D 是 AC 上一点,若CBD=20o,求CED 的
24、度数。规律 34.有等腰三角形时常用的辅助线 作顶角的平分线,底边中线,底边高线 例:已知,如图,AB=AC,BDAC 于 D,求证:BAC=2DBC 证明:(方法一)作BAC 的平分线 AE,交 BC 于 E,则1=2=12BAC 又AB=AC AEBC 2ACB=90o BDAC DBCACB=90o 2=DBC EDCBA 21EDCBA BAC=2DBC(方法二)过 A 作 AEBC 于 E(过程略)(方法三)取 BC 中点 E,连结 AE(过程略)有底边中点时,常作底边中线 例:已知,如图,ABC 中,AB=AC,D 为 BC 中点,DEAB 于 E,DFAC于 F,求证:DE=DF
25、 证明:连结 AD.D 为 BC 中点,BD=CD 又AB=AC AD 平分BAC DEAB,DFAC DE=DF 将腰延长一倍,构造直角三角形解题 例:已知,如图,ABC 中,AB=AC,在 BA 延长线和 AC 上各取一点E、F,使 AE=AF,求证:EFBC 证明:延长 BE 到 N,使 AN=AB,连结 CN,则 AB=AN=AC FEDCBA B=ACB,ACN=ANC BACBACNANC=180o 2BCA2ACN=180o BCAACN=90o 即BCN=90o NCBC AE=AF AEF=AFE 又BAC=AEF AFE BAC=ACN ANC BAC=2AEF=2ANC
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