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例1 已知:如图1-1所示,在四边形ABCD中,BC>BA,AD=CD,BD平分∠ABC,
求证:∠A + ∠C = 180°
分析:因为平角等于180°,因而应考虑把两个不在一起的角通过全等转化成为平角,图中缺少全等的三角形,因而解题的关键在于构造等腰三角形,可通过“截长补短法”来实现.
证明: 在BC上截取BE=AB,连接DE,再取EC的中点M,连接DM
∵ AB = BE
又 ∵ BD平分∠ABC A D
∴ ∠ABD = ∠EBD
在△ABD与△EBD中,
AB = BE
∠ABD = ∠EBD
BD = BD B E M C
∴△ABD≌△EBD(SAS) 如图1-1
∴ AD = ED ∠A = ∠BED ,
∵AD = DC , ∴ED = DC ∴∠ C = ∠DEC
∴∠A + ∠C = ∠BED +∠DEC = 180°
例2 已知:如图2-2,AE//BC,AD、BD分别平分ÐEAB、ÐCBA,EC过点D。
求证:AB=AE+BC
分析一:要证AB=AE+BC观察AD、BD是角平分线,因而可将DAED沿A翻折,从而需添加辅助线在AB上截取BF=BC,只需要推证出AF=AE,则可以使问题得以解决,那么如何推证AF=AE成为解决问题产关键。由于DAED、DADB、DBD的内角和都是180°,且ÐEDC=180°,又由于AE//BE,因此ÐE+ÐC=180°从而ÐEAB+ÐCBA=180°,由AD、BD是角平分线,可推出Ð1+Ð4=90°,从而可推证出ÐADB=90°,因而Ð6+Ð8=90°。若能推证出Ð7=Ð8,那么只需要推证出DAED≌DAFD,从而可推证出AE=AF、由于BC=BF,Ð1=Ð2,BD是公共边,因此可推证出DBFD≌DBCD,则Ð5=Ð6,由于Ð5+Ð7=90°因此,Ð6+Ð7=90°,又由于Ð6+Ð8=90°,从而可推出Ð7=Ð8,由此可由AD是公共边,Ð3=Ð4推证出DAED≌DAFD,从而思路畅通,推证出AE=AF,由等量代换可推证出AB=AE+BC。
证明一:在AB上截取BF=BC,连结DF。
∴ BD是ÐABC的平分线,∴Ð1=Ð2
在DBDF和DBDC中
(公共边)
∴DBDF≌DBDC(SAS) 如图2-2
∴Ð5=Ð6(全等三角形对应角相等)
∴Ð3+Ð8+ÐE=Ð4+Ð1+Ð5+Ð7=Ð2+Ð6+ÐC=180°(三角形内角和定理)
∴ÐE+ÐEAB+ÐABC+ÐC+ÐEDC=540°
又∴AE//BC∴ÐE+ÐC=180°(两直线平行同旁互补)
又∵ÐEDC=180°∴Ð1+Ð2+Ð3+ Ð4=180°
∴AD是ÐEAB的平分线 ∴Ð3=Ð4
∴Ð1+Ð4=90° ∴Ð5+Ð7=90°(三角形内角和定理)
∴Ð6+Ð8=90° ∵Ð5=Ð6 ∴ Ð7=Ð8
在DAED和DAFD中
∴DAED≌DAFD (ASA)
∴AE=AF(全等三角形对应边相等)
∵ AF+FB=AB
∴AE=FB=AE+BC=AB
即AB=AE+BC
分析二:延长BC交AD的延长线于F。要证AB=AE+BC,只需要证明BF=AB,只需要推证出CF=AE。而要证CF=AE,只需要推证出含有CF、AE 的两个三角形DAED≌DFCD由于Ð5=6,AE//BC,因此可推出Ð3=ÐF,若要推证出AD=FD,成为解决问题的关键,由于四边形AECB的内角和等于360°,ÐE+ÐBCE=180°,因此可知ÐEAB+ÐCBA=180°,又由于AD、BD是ÐEAB、ÐCBA的平分线,从而可推出Ð1+Ð4=90°,因此ÐADB=90°,则ÐEDB=90°,推到此,他们通过观察图形可根据ASA推证出DABD≌DFBD,从而推证出AD=FD,思路形成。
证明二:如图2-3,延长BC、AD交于F
在DAED、DADB、DBDC中
三个三角形的内角和共为540°(三角形内角和定理)
又∵ÐEDC=180°(平角定义) ∴ÐE+ÐC+ÐEAB+ÐABC=180°
AE//BC ∴ (两直线平行同旁内角互补)
∴Ð3+Ð4+Ð1+Ð2=180°
又∴AD、BD分别是ÐEAB、ÐABC的平分线
∴Ð3=Ð4,Ð1=Ð2(角平分线定义)
∴Ð1+Ð4=90° ∴ÐADB=90°(三角形内角和定理)
∴ÐBDF=90° 在DADB和DBDF中
∴DADB≌DBDF(ASA)
∴AD=FD, AB=FB,Ð4=ÐF(全等三角形对边,对应角相等) 如图2-3
在DAED和DFCD中
∴DAED≌DFCD
∴AE=FC ∵ BF=BC+FC ∴BF=BC+AE ∴AB=AE+BC
例3 已知:如图3-1所示,AD为△ABC的角平分线,AB>AC,
求证:AB—AC>BD—DC
分析:欲证AB—AC>BD—DC,需把AB与AC的差,BD与DC的差或它们相等的量转化为同一个三角形的边,再利用三角形三边的关系加以证明。
证明: 方法一: 截长法
在AB上截取AE = AC,连接ED。 A
∵AD平分∠BAC ∴ ∠BAD = ∠DAC
在△ADE与△ADC中, E
AE = AC
∠EAD= ∠DAC B D C
AD = AD 如图3-1
∴ △ADE≌△ADC (SAS)∴ D E = D C
在△ABD中,BE > BD —DE (三角形两边之差小于第三边)
即 AB—AE>BD—DC
∴ AB—AC>BD—DC (等量代换)
方法二: 补短法
延长AC到点E,使AE = AB,连接DE A
∵AD平分∠BAC ∴ ∠BAD = ∠DAC
在△BAD与△EAD中,
AB = AE C
∠BAD = ∠DAC B D E
AD = AD
∴ △ADE≌△ADC (SAS) ∴ D B= D E 如图3-2
在△ABD中, EC >DE —DC (三角形两边之差小于第三边)
即 AE—AC>DE—DC ∴ AB—AC>BD—DC
例4 已知:如图4-1,在△ABC中,∠C=2∠B,∠1=∠2.
求证:AB=AC+CD.
分析:从结论分析,“截长”或“补短”都可实现问题的转化,即延长AC至E使CE=CD,或在AB上截取AF=AC.
证明:方法一(补短法)
延长AC到E,使DC=CE,则∠CDE=∠CED,如图4-2
图4-2
∴∠ACB=2∠E,
∵∠ACB=2∠B,∴∠B=∠E,
在△ABD与△AED中,
∴△ABD≌△AED(AAS)
,∴AB=AE.
图4-3
又AE=AC+CE=AC+DC,
∴AB=AC+DC.
方法二(截长法)
在AB上截取AF=AC,如图4-3
在△AFD与△ACD中,
∴△AFD≌△ACD(SAS),∴DF=DC,∠AFD=∠ACD.
又∵∠ACB=2∠B, ∴∠FDB=∠B,
∴FD=FB. ∵AB=AF+FB=AC+FD,
∴AB=AC+CD.
求证:∠A + ∠C = 180°
分析:因为平角等于180°,因而应考虑把两个不在一起的角通过全等转化成为平角,图中缺少全等的三角形,因而解题的关键在于构造等腰三角形,可通过“截长补短法”来实现.
证明: 在BC上截取BE=AB,连接DE,再取EC的中点M,连接DM
∵ AB = BE
又 ∵ BD平分∠ABC A D
∴ ∠ABD = ∠EBD
在△ABD与△EBD中,
AB = BE
∠ABD = ∠EBD
BD = BD B E M C
∴△ABD≌△EBD(SAS) 如图1-1
∴ AD = ED ∠A = ∠BED ,
∵AD = DC , ∴ED = DC ∴∠ C = ∠DEC
∴∠A + ∠C = ∠BED +∠DEC = 180°
例2 已知:如图2-2,AE//BC,AD、BD分别平分ÐEAB、ÐCBA,EC过点D。
求证:AB=AE+BC
分析一:要证AB=AE+BC观察AD、BD是角平分线,因而可将DAED沿A翻折,从而需添加辅助线在AB上截取BF=BC,只需要推证出AF=AE,则可以使问题得以解决,那么如何推证AF=AE成为解决问题产关键。由于DAED、DADB、DBD的内角和都是180°,且ÐEDC=180°,又由于AE//BE,因此ÐE+ÐC=180°从而ÐEAB+ÐCBA=180°,由AD、BD是角平分线,可推出Ð1+Ð4=90°,从而可推证出ÐADB=90°,因而Ð6+Ð8=90°。若能推证出Ð7=Ð8,那么只需要推证出DAED≌DAFD,从而可推证出AE=AF、由于BC=BF,Ð1=Ð2,BD是公共边,因此可推证出DBFD≌DBCD,则Ð5=Ð6,由于Ð5+Ð7=90°因此,Ð6+Ð7=90°,又由于Ð6+Ð8=90°,从而可推出Ð7=Ð8,由此可由AD是公共边,Ð3=Ð4推证出DAED≌DAFD,从而思路畅通,推证出AE=AF,由等量代换可推证出AB=AE+BC。
证明一:在AB上截取BF=BC,连结DF。
∴ BD是ÐABC的平分线,∴Ð1=Ð2
在DBDF和DBDC中
(公共边)
∴DBDF≌DBDC(SAS) 如图2-2
∴Ð5=Ð6(全等三角形对应角相等)
∴Ð3+Ð8+ÐE=Ð4+Ð1+Ð5+Ð7=Ð2+Ð6+ÐC=180°(三角形内角和定理)
∴ÐE+ÐEAB+ÐABC+ÐC+ÐEDC=540°
又∴AE//BC∴ÐE+ÐC=180°(两直线平行同旁互补)
又∵ÐEDC=180°∴Ð1+Ð2+Ð3+ Ð4=180°
∴AD是ÐEAB的平分线 ∴Ð3=Ð4
∴Ð1+Ð4=90° ∴Ð5+Ð7=90°(三角形内角和定理)
∴Ð6+Ð8=90° ∵Ð5=Ð6 ∴ Ð7=Ð8
在DAED和DAFD中
∴DAED≌DAFD (ASA)
∴AE=AF(全等三角形对应边相等)
∵ AF+FB=AB
∴AE=FB=AE+BC=AB
即AB=AE+BC
分析二:延长BC交AD的延长线于F。要证AB=AE+BC,只需要证明BF=AB,只需要推证出CF=AE。而要证CF=AE,只需要推证出含有CF、AE 的两个三角形DAED≌DFCD由于Ð5=6,AE//BC,因此可推出Ð3=ÐF,若要推证出AD=FD,成为解决问题的关键,由于四边形AECB的内角和等于360°,ÐE+ÐBCE=180°,因此可知ÐEAB+ÐCBA=180°,又由于AD、BD是ÐEAB、ÐCBA的平分线,从而可推出Ð1+Ð4=90°,因此ÐADB=90°,则ÐEDB=90°,推到此,他们通过观察图形可根据ASA推证出DABD≌DFBD,从而推证出AD=FD,思路形成。
证明二:如图2-3,延长BC、AD交于F
在DAED、DADB、DBDC中
三个三角形的内角和共为540°(三角形内角和定理)
又∵ÐEDC=180°(平角定义) ∴ÐE+ÐC+ÐEAB+ÐABC=180°
AE//BC ∴ (两直线平行同旁内角互补)
∴Ð3+Ð4+Ð1+Ð2=180°
又∴AD、BD分别是ÐEAB、ÐABC的平分线
∴Ð3=Ð4,Ð1=Ð2(角平分线定义)
∴Ð1+Ð4=90° ∴ÐADB=90°(三角形内角和定理)
∴ÐBDF=90° 在DADB和DBDF中
∴DADB≌DBDF(ASA)
∴AD=FD, AB=FB,Ð4=ÐF(全等三角形对边,对应角相等) 如图2-3
在DAED和DFCD中
∴DAED≌DFCD
∴AE=FC ∵ BF=BC+FC ∴BF=BC+AE ∴AB=AE+BC
例3 已知:如图3-1所示,AD为△ABC的角平分线,AB>AC,
求证:AB—AC>BD—DC
分析:欲证AB—AC>BD—DC,需把AB与AC的差,BD与DC的差或它们相等的量转化为同一个三角形的边,再利用三角形三边的关系加以证明。
证明: 方法一: 截长法
在AB上截取AE = AC,连接ED。 A
∵AD平分∠BAC ∴ ∠BAD = ∠DAC
在△ADE与△ADC中, E
AE = AC
∠EAD= ∠DAC B D C
AD = AD 如图3-1
∴ △ADE≌△ADC (SAS)∴ D E = D C
在△ABD中,BE > BD —DE (三角形两边之差小于第三边)
即 AB—AE>BD—DC
∴ AB—AC>BD—DC (等量代换)
方法二: 补短法
延长AC到点E,使AE = AB,连接DE A
∵AD平分∠BAC ∴ ∠BAD = ∠DAC
在△BAD与△EAD中,
AB = AE C
∠BAD = ∠DAC B D E
AD = AD
∴ △ADE≌△ADC (SAS) ∴ D B= D E 如图3-2
在△ABD中, EC >DE —DC (三角形两边之差小于第三边)
即 AE—AC>DE—DC ∴ AB—AC>BD—DC
例4 已知:如图4-1,在△ABC中,∠C=2∠B,∠1=∠2.
求证:AB=AC+CD.
分析:从结论分析,“截长”或“补短”都可实现问题的转化,即延长AC至E使CE=CD,或在AB上截取AF=AC.
证明:方法一(补短法)
延长AC到E,使DC=CE,则∠CDE=∠CED,如图4-2
图4-2
∴∠ACB=2∠E,
∵∠ACB=2∠B,∴∠B=∠E,
在△ABD与△AED中,
∴△ABD≌△AED(AAS)
,∴AB=AE.
图4-3
又AE=AC+CE=AC+DC,
∴AB=AC+DC.
方法二(截长法)
在AB上截取AF=AC,如图4-3
在△AFD与△ACD中,
∴△AFD≌△ACD(SAS),∴DF=DC,∠AFD=∠ACD.
又∵∠ACB=2∠B, ∴∠FDB=∠B,
∴FD=FB. ∵AB=AF+FB=AC+FD,
∴AB=AC+CD.
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