三角形中做辅助线的技巧及典型例题29.pdf
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1、三角形中做辅助线的技巧 口诀: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。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。线段和差及倍半,延长缩短可试验。线段和差不等式,移到同一三角去。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。一、由角平分线想到的辅助线 口诀: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。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。角平分线具有两条性质:a、对称性;b、角平分线上的点到角两边的距离相等。对于有角平分线的辅助线的作法,一般有两种
2、。从角平分线上一点向两边作垂线;利用角平分线,构造对称图形(如作法是在一侧的长边上截取短边)。通常情况下,出现了直角或是垂直等条件时,一般考虑作垂线;其它情况下考虑构造对称图形。至于选取哪种方法,要结合题目图形和已知条件。与角有关的辅助线(一)、截取构全等 如图 1-1,AOC=BOC,如取 OE=OF,并连接 DE、DF,则有OEDOFD,从而为我们证明线段、角相等创造了条件。例1 如图 1-2,AB/CD,BE 平分BCD,CE平 分BCD,点 E 在 AD 上,求证:BC=AB+CD。例2 已知:如图 1-3,AB=2AC,BAD=CAD,D A=DB,求证 DCAC 例3 已知:如图
3、1-4,在ABC中,C=2B,AD 平分BAC,求证:AB-AC=CD 图 1-1OABDEFC图1-2ADBCEF分析:此题的条件中还有角的平分线,在证明中还要用到构造全等三角形,此题还是证明线段的和差倍分问题。用到的是截取法来证明的,在长的线段上截取短的线段,来证明。试试看可否把短的延长来证明呢?练习 1 已知在ABC中,AD 平分BAC,B=2C,求证:AB+BD=AC 2 已知:在ABC中,CAB=2B,AE 平分CAB交 BC 于 E,AB=2AC,求证:AE=2CE 3 已知:在ABC中,ABAC,AD为BAC的平分线,M 为 AD 上任一点。求证:BM-CMAB-AC 4 已知:
4、D 是ABC的BAC的外角的平分线 AD 上的任一点,连接 DB、DC。求证:BD+CDAB+AC。(二)、角分线上点向角两边作垂线构全等 过角平分线上一点向角两边作垂线,利用角平分线上的点到两边距离相等的性质来证明问题。例1 如图 2-1,已知 ABAD,BAC=FAC,CD=BC。求证:ADC+B=180?分析:可由 C 向BAD的两边作垂线。近而证ADC与B 之和为平角。例2 如图 2-2,在ABC中,A=90?,AB=AC,ABD=CBD。求证:BC=AB+AD 分析:过 D 作 DEBC 于 E,则 AD=DE=CE,则构造出全等三角形,从而得证。此题是证明线段的和差倍分问题,从中利
5、用了相当于截取的方法。例3 已知如图 2-3,ABC的角平分线 BM、CN 相交于点 P。求证:BAC的平分线也经过点 P。分析:连接 AP,证 AP 平分BAC即可,也就是证 P 到 AB、AC 的距离相等。练习:1 如图 2-4AOP=BOP=15?,PC/OA,PDOA,如果 PC=4,则 PD=()A 4 B 3 C 2 D 1 2 已知在ABC中,C=90?,AD 平分CAB,CD=1.5,DB=2.5.求AC。3 已知:如图 2-5,BAC=CAD,ABAD,CEAB,图1-4ABCDE图2-1ABCDEF图2-2ABCDE图2-3PABCMNDF图2-4BOAPDCAE=21(A
6、B+AD).求证:D+B=180?。4.已知:如图 2-6,在正方形 ABCD中,E 为 CD 的中点,F 为 BC 上的点,FAE=DAE。求证:AF=AD+CF。5 已知:如图 2-7,在 RtABC中,ACB=90?,CDAB,垂足为 D,AE 平分CAB交 CD 于 F,过 F作 FH/AB交 BC 于 H。求证 CF=BH。(三):作角平分线的垂线构造等腰三角形 从角的一边上的一点作角平分线的垂线,使之与角的两边相交,则截得一个等腰三角形,垂足为底边上的中点,该角平分线又成为底边上的中线和高,以利用中位线的性质与等腰三角形的三线合一的性质。(如果题目中有垂直于角平分线的线段,则延长该
7、线段与角的另一边相交)。例1 已知:如图 3-1,BAD=DAC,ABAC,CDAD 于 D,H是 BC中 点。求证:DH=21(AB-AC)分析:延长 CD 交 AB 于点 E,则可得全等三角形。问题可证。已知:如图 3-2,AB=AC,BAC=90?,AD 为ABC的平分线,CE BE.求证:BD=2CE。分析:给出了角平分线给出了边上的一点作角平分线的垂线,可延 长 此垂线与另外一边相交,近而构造出等腰三角形。例 3 已知:如图 3-3在ABC中,AD、AE 分别BAC的内、外角 平 分线,过顶点 B 作 BFAD,交 AD 的延长线于 F,连结 FC 并延长交 AE 于 M。求证:AM
8、=ME。分析:由 AD、AE 是BAC内外角平分线,可得 EAAF,从而有 BF/AE,所以想到利用比例线段证相等。例4 已知:如图 3-4,在ABC中,AD 平分BAC,AD=AB,CMAD 交 AD 延长线于 M。求证:AM=21(AB+AC)分析:题设中给出了角平分线 AD,自然想到以 AD 为轴作对称变换,作ABD关于 AD 的对称AED,然后只需证 DM=21EC,另外由求证的结果 AM=21(AB+AC),即 2AM=AB+AC,也可尝试作ACM关于 CM 的对称FCM,然后只需证 DF=CF即可。图2-5ABDCE图示3-1ABCDHE图3-2DABEFC图3-3DBEFNACM
9、图3-4nEBADCMF练习:1 已知:在ABC中,AB=5,AC=3,D 是 BC 中点,AE 是BAC的平分线,且 CEAE 于 E,连接 DE,求 DE。2 已知 BE、BF 分别是ABC的ABC的内角与外角的平分线,AFBF 于 F,AEBE 于 E,连接 EF 分别交 AB、AC 于 M、N,求证 MN=21BC(四)、以角分线上一点做角的另一边的平行线 有角平分线时,常过角平分线上的一点作角的一边的平行线,从而构造等腰三角形。或通过一边上的点作角平分线的平行线与另外一边的反向延长线相交,从而也构造等腰三角形。如图 4-1和图 4-2所示。例 4 如图,ABAC,1=2,求证:ABA
10、CBDCD。例 5 如图,BCBA,BD 平分ABC,且 AD=CD,求证:A+C=180。例 6 如图,ABCD,AE、DE 分别平分BAD各ADE,求证:AD=AB+CD。练习:1.已知,如图,C=2A,AC=2BC。求证:ABC是直角三角形。2 已知:如图,AB=2AC,1=2,DA=DB,求证:DCAC 3 已知 CE、AD 是ABC的角平分线,B=60,求证:AC=AE+CD 4 已知:如图在ABC中,A=90,AB=AC,BD 是ABC的平分线,求证:BC=AB+AD 二、由线段和差想到的辅助线 口诀:线段和差及倍半,延长缩短可试验。线段和差不等式,移到同一三角去。遇到求证一条线段
11、等于另两条线段之和时,一般方法是截长补短法:1、截长:在长线段中截取一段等于另两条中的一条,然后证明剩下部分等于另一条;2、补短:将一条短线段延长,延长部分等于另一条短线段,然后证明新线段等于长线段。对于证明有关线段和差的不等式,通常会联系到三角形中两线段之和大于第三边、之差小于第三边,故可想办法放在一个三角形中证明。1 2 A C D B B D C A A B E C D C A B A B C D A E B D C A B D C 1 2 一、在利用三角形三边关系证明线段不等关系时,如直接证不出来,可连接两点或廷长某边构成三角形,使结论中出现的线段在一个或几个三角形中,再运用三角形三边
12、的不等关系证明,如:例1、已 知 如 图 1-1:D、E 为 ABC 内 两 点,求证:AB+ACBD+DE+CE.证明:(法一)将 DE 两边延长分别交 AB、AC 于 M、N,在AMN中,AM+ANMD+DE+NE;(1)在BDM中,MB+MDBD;(2)在CEN中,CN+NECE;(3)由(1)+(2)+(3)得:AM+AN+MB+MD+CN+NEMD+DE+NE+BD+CE AB+ACBD+DE+EC(法二:图 1-2)延长 BD 交 AC 于 F,廷长 CE 交 BF 于 G,在ABF和GFC和GDE中有:AB+AFBD+DG+GF(三角形两边之和大于第三边)(1)GF+FCGE+C
13、E(同上)(2)DG+GEDE(同上)(3)由(1)+(2)+(3)得:AB+AF+GF+FC+DG+GEBD+DG+GF+GE+CE+DE AB+ACBD+DE+EC。二、在利用三角形的外角大于任何和它不相邻的内角时如直接证不出来时,可连接两点或延长某边,构造三角形,使求证的大角在某个三角形的外角的位置上,小角处于这个三角形的内角位置上,再利用外角定理:例如:如图2-1:已知D 为ABC内的任一点,求证:BDCBAC。分析:因为BDC与BAC不在同个三角形中,没有直接的联系,可适当添加辅助线构造新的三角形,使BDC处于在外角的位置,BAC处于在内角的位置;证法一:延长 BD 交 AC 于点
14、E,这时BDC是EDC的外角,BDCDEC,同理DECBAC,BDCBAC 证法二:连接 AD,并廷长交 BC 于 F,这时BDF是ABD的 外角,BDFBAD,同理,CDFCAD,BDF+ABCDENM11图ABCDEFG21图ABCDEFG12 图CDFBAD+CAD,即:BDCBAC。注意:利用三角形外角定理证明不等关系时,通常将大角放在某三角形的外角位置上,小角放在这个三角形的内角位置上,再利用不等式性质证明。三、有角平分线时,通常在角的两边截取相等的线段,构造全等三角形,如:例如:如图3-1:已知AD 为ABC的中线,且 1=2,3=4,求证:BE+CFEF。分析:要证 BE+CFE
15、F,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,利用三角形全等对 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,则 DN=DC,在DBE和NDE中:DN=DB(辅助线作法)1=2(已知)ED=ED(公共边)DBENDE(SAS)BE=NE(全等三角形对应边相等)同理可得:CF=NF 在EFN中 EN+FNEF(三角形两边之和大于第三边)BE+CFEF。注意:当证题有角平分线时,常可考虑在角的两边截取相等的线段,构造全等三角形,然后用全等三角形的对应性质
16、得到相等元素。三、截长补短法作辅助线。例如:已知如图 6-1:在ABC中,ABAC,1=2,P 为 AD 上任一点 求证:AB-ACPB-PC。分析:要证:AB-ACPB-PC,想到利用三角形三边关系,定理证之,因为欲证的线段之差,故用两边之差小于第三边,从而想到构造第三边 AB-AC,故可在 AB 上截取 AN 等于 AC,得 AB-AC=BN,再连接 PN,则 PC=PN,又在PNB中,PB-PNPB-PC。证明:(截长法)在 AB 上截取 AN=AC连接 PN,在APN和APC中 ABCDEFN13图1234AN=AC(辅助线作法)1=2(已知)AP=AP(公共边)APNAPC(SAS)
17、,PC=PN(全等三角形对应边相等)在BPN中,有 PB-PNBN(三角形两边之差小于第三边)BP-PCPM-PC(三角形两边之差小于第三边)AB-ACPB-PC。例 1 如图,AC 平分BAD,CEAB,且B+D=180,求证:AE=AD+BE。例 2如图,在四边形ABCD中,AC 平分BAD,CEAB 于 E,AD+AB=2AE,求证:ADC+B=180o 腰三角形 ABC中,AB=AC,A=108,BD 平分例 3已知:如图,等ABC。求证:BC=AB+DC。例 4 如图,已知 RtABC中,ACB=90,AD 是CAB的平分线,DMAB 于 M,且 AM=MB。求证:CD=21DB。【
18、夯实基础】例:ABC中,AD 是BAC的平分线,且 BD=CD,求证 AB=AC 方法 1:作 DEAB 于 E,作 DFAC 于 F,证明二次全等 方法 2:辅助线同上,利用面积 方法 3:倍长中线 AD【方法精讲】常用辅助线添加方法倍长中线 D A E C B AEBCDD C B A M B D C A ABCDNMP16图1 2CDABAABC中 方式 1:延长 AD 到 E,AD是 BC 边中线 使 DE=AD,连接 BE 方式 2:间接倍长 作 CFAD 于 F,延长 MD 到 N,作 BEAD 的延长线于 E 使 DN=MD,连接 BE 连接 CD【经典例题】例 1:ABC中,A
19、B=5,AC=3,求中线 AD 的取值范围 提示:画出图形,倍长中线 AD,利用三角形两边之和大于第三边 例 2:已知在ABC中,AB=AC,D 在 AB 上,E 在 AC 的延长线上,DE 交 BC 于 F,且 DF=EF,求证:BD=CE 方法 1:过 D 作 DGAE 交 BC 于 G,证明 DGF CEF 方法 2:过 E 作 EGAB 交 BC 的延长线于 G,证明 EFG DFB 方法 3:过 D 作 DGBC 于 G,过 E 作 EHBC 的延长线于 H 证明 BDG ECH 例 3:已知在ABC中,AD 是 BC 边上的中线,E 是 AD 上一点,且 BE=AC,延长 BE 交
20、 AC 于 F,求证:AF=EF 提示:倍长 AD 至 G,连接 BG,证明 BDG CDA 三角形 BEG是等腰三角形 例 4:已知:如图,在ABC中,ACAB,D、E 在 BC 上,且 DE=EC,过 D 作BADF/交 AE 于点 F,DF=AC.求证:AE 平分BAC 提示:方法 1:倍长 AE 至 G,连结 DG 方法 2:倍长 FE 至 H,连结 CH 例 5:已知 CD=AB,BDA=BAD,AE 是ABD的中线,求证:C=BAE 提示:倍长 AE 至 F,连结 DF 证明 ABE FDE(SAS)进而证明 ADF ADC(SAS)【融会贯通】1、在四边形 ABCD中,ABDC,
21、E 为 BC 边的中点,BAE=EAF,AF 与 DC 的延长线相交于点 F。试探究线段 AB 与 AF、CF 之间的数量关系,并证明你的结论 提示:延长 AE、DF 交于 G 证明 AB=GC、AF=GF 所以 AB=AF+FC 2、如图,AD 为ABC的中线,DE 平分BDA交 AB 于 E,DF 平分ADC交 AC 于 F.求证:EFCFBE 提示:方法 1:在 DA 上截取 DG=BD,连结 EG、FG 证明 BDE GDE DCF DGF 所以 BE=EG、CF=FG 利用三角形两边之和大于第三边 方法 2:倍长 ED 至 H,连结 CH、FH 证明 FH=EF、CH=BE 利用三角
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