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一. 证线段垂直
例1. 已知,如图1,在 中 ,AB=2BC,求证:
图1
分析与证明:本题可先作 的平分线BD交AC于点D,由 ,又 ,得到 。则 为等腰三角形。再取AB中点E,连DE,借助等腰三角形的性质,得到 。再由 , ,BD=BD,得到 。由全等三角形的对应角相等,得到 ,即 。
二. 证线段的倍分
例2. 已知,如图2,等腰 中, , 的平分线交AC于D,过C作BD的垂线交BD的延长线于E。求证:BD=2CE(湖北中考题)
图2
分析与证明:要证BD=2CE,可延长BA、CE交于点F。由BE平分 , ,得到 为等腰三角形。根据等腰三角形的性质可得CE=EF,即 。再由 ,AB=AC, ,得到 ,从而由全等三角形的对应边相等立即得到BD=CF=2CE。
三. 证角相等
例3. 已知,如图3,在 中,D是BC边的中点,E是AD上一点,BE=AC,BE的延长线交AC于点F,求证:
图3
分析与证明:由AD是中线,可“延长中线一倍”,借助中线性质构全等三角形。延长AD至G,使DG=AD,连BG,由DG=AD, ,BD=CD得到 。由全等三角形的对应边相等,对应角相等,得到AC=BG, 。而AC=BE,则BE=BG,所以 ,而 ,从而得到 。
四. 证角不等
例4. 已知:如图4,在 中, ,AD是BC边的中线。
求证:
图4
分析与证明:由AD是中线,可“延长中线一倍”,借助中线性质构全等三角形。延长AD至E,使DE=AD,连BE。由DE=CD, ,BD=CD,得到 。由全等三角形的对应边相等,对应角相等,得到BE=AC, ,在 中,由 ,得到 ,而 ,所以
五. 证线段相等
例5. 已知:如图5,在 中,D是BC边的中点, 交 的平分线于E, 交AB于点F, 交AC的延长线于点G。求证:BF=CG。
图5
分析与证明:要证BF=CG,显然要构造三角形找全等。由ED垂直平分BC,连EB、EC,由垂直平分线性质可得,EB=EC。又AE为 的平分线,且 , ,根据角平分线性质可得 ,从而 (HL)再由全等三角形的对应边相等立即可得BF=CG。
六. 证线段不等
例6. 已知:如图6,在 中,AB=AC,P是三角形内一点,且 ,求证:
图6
分析与证明:PB、PC虽在同一三角形中,但与已知条件无直接联系,可利用图形变换构全等三角形。将 绕顶点A逆时针旋转 ,使AB与AC重合,得 ,则 ,从而转化为比较PC与QC的大小,为此只须证 即可。由 ,根据全等三角形的对应角相等,对应边相等得到 ,AQ=AP,PB=QC,所以 ,从而 ,即 。由大角对大边得到 ,即
七. 证线段和差相等
例7. 已知:如图7,在 中, ,CD是 的平分线,求证:BC=AD+AC
图7
分析与证明:由CD是 的平分线,可利用角平分线的对称性。在BC上取一点E,使CE=CA,连DE,由CA=CE, ,CD=CD,可得 。由全等三角形的对应边相等,对应角相等,得到AD=ED,且 ,而 ,得到 ,从而 ,所以
八. 证线段和差不等
例8. 已知:如图8,D为 的BC边的中点, , 的平分线分别与AB、AC交于点E、F,求证:
图8
分析与证明:直接论证,条件不足,可设法将有关线段集中于同一三角形中,为此延长FD至M使DM=FD,利用角平分线性质构全等三角形,帮助解决。延长FD至M,使DM=FD,连结BM、EM。由DM=DF, ,BD=CD,得到 。由全等三角形的对应边相等得到BM=CF。由 ,而 ,所以 ;又由 ,从而 。再由 ,DE=DE,得到 。同样由全等三角形的对应边相等得到EM=EF。
例1. 已知,如图1,在 中 ,AB=2BC,求证:
图1
分析与证明:本题可先作 的平分线BD交AC于点D,由 ,又 ,得到 。则 为等腰三角形。再取AB中点E,连DE,借助等腰三角形的性质,得到 。再由 , ,BD=BD,得到 。由全等三角形的对应角相等,得到 ,即 。
二. 证线段的倍分
例2. 已知,如图2,等腰 中, , 的平分线交AC于D,过C作BD的垂线交BD的延长线于E。求证:BD=2CE(湖北中考题)
图2
分析与证明:要证BD=2CE,可延长BA、CE交于点F。由BE平分 , ,得到 为等腰三角形。根据等腰三角形的性质可得CE=EF,即 。再由 ,AB=AC, ,得到 ,从而由全等三角形的对应边相等立即得到BD=CF=2CE。
三. 证角相等
例3. 已知,如图3,在 中,D是BC边的中点,E是AD上一点,BE=AC,BE的延长线交AC于点F,求证:
图3
分析与证明:由AD是中线,可“延长中线一倍”,借助中线性质构全等三角形。延长AD至G,使DG=AD,连BG,由DG=AD, ,BD=CD得到 。由全等三角形的对应边相等,对应角相等,得到AC=BG, 。而AC=BE,则BE=BG,所以 ,而 ,从而得到 。
四. 证角不等
例4. 已知:如图4,在 中, ,AD是BC边的中线。
求证:
图4
分析与证明:由AD是中线,可“延长中线一倍”,借助中线性质构全等三角形。延长AD至E,使DE=AD,连BE。由DE=CD, ,BD=CD,得到 。由全等三角形的对应边相等,对应角相等,得到BE=AC, ,在 中,由 ,得到 ,而 ,所以
五. 证线段相等
例5. 已知:如图5,在 中,D是BC边的中点, 交 的平分线于E, 交AB于点F, 交AC的延长线于点G。求证:BF=CG。
图5
分析与证明:要证BF=CG,显然要构造三角形找全等。由ED垂直平分BC,连EB、EC,由垂直平分线性质可得,EB=EC。又AE为 的平分线,且 , ,根据角平分线性质可得 ,从而 (HL)再由全等三角形的对应边相等立即可得BF=CG。
六. 证线段不等
例6. 已知:如图6,在 中,AB=AC,P是三角形内一点,且 ,求证:
图6
分析与证明:PB、PC虽在同一三角形中,但与已知条件无直接联系,可利用图形变换构全等三角形。将 绕顶点A逆时针旋转 ,使AB与AC重合,得 ,则 ,从而转化为比较PC与QC的大小,为此只须证 即可。由 ,根据全等三角形的对应角相等,对应边相等得到 ,AQ=AP,PB=QC,所以 ,从而 ,即 。由大角对大边得到 ,即
七. 证线段和差相等
例7. 已知:如图7,在 中, ,CD是 的平分线,求证:BC=AD+AC
图7
分析与证明:由CD是 的平分线,可利用角平分线的对称性。在BC上取一点E,使CE=CA,连DE,由CA=CE, ,CD=CD,可得 。由全等三角形的对应边相等,对应角相等,得到AD=ED,且 ,而 ,得到 ,从而 ,所以
八. 证线段和差不等
例8. 已知:如图8,D为 的BC边的中点, , 的平分线分别与AB、AC交于点E、F,求证:
图8
分析与证明:直接论证,条件不足,可设法将有关线段集中于同一三角形中,为此延长FD至M使DM=FD,利用角平分线性质构全等三角形,帮助解决。延长FD至M,使DM=FD,连结BM、EM。由DM=DF, ,BD=CD,得到 。由全等三角形的对应边相等得到BM=CF。由 ,而 ,所以 ;又由 ,从而 。再由 ,DE=DE,得到 。同样由全等三角形的对应边相等得到EM=EF。
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构造全等三角形巧证几何题
朱元生
全等三角形是初中平几的重要内容之一,在几何证题中有着极其广泛的应用。然而在许多情况下,给定的题设条件及图形并不具有明显的全等条件,这就需要我们认真分析,仔细观察,根据图形的结构特征,挖掘潜在因素,通过添加适当的辅助线,巧构全等三角形。借助全等三角形的有关性质,就会迅速找到证题途径,直观易懂,简捷明快。现略举几例加以说明。
一. 证线段垂直
例1. 已知,如图1,在 中 ,AB=2BC,求证:
图1
分析与证明:本题可先作 的平分线BD交AC于点D,由 ,又 ,得到 。则 为等腰三角形。再取AB中点E,连DE,借助等腰三角形的性质,得到 。再由 , ,BD=BD,得到 。由全等三角形的对应角相等,得到 ,即 。
二. 证线段的倍分
例2. 已知,如图2,等腰 中, , 的平分线交AC于D,过C作BD的垂线交BD的延长线于E。求证:BD=2CE(湖北中考题)
图2
分析与证明:要证BD=2CE,可延长BA、CE交于点F。由BE平分 , ,得到 为等腰三角形。根据等腰三角形的性质可得CE=EF,即 。再由 ,AB=AC, ,得到 ,从而由全等三角形的对应边相等立即得到BD=CF=2CE。
三. 证角相等
例3. 已知,如图3,在 中,D是BC边的中点,E是AD上一点,BE=AC,BE的延长线交AC于点F,求证:
图3
分析与证明:由AD是中线,可“延长中线一倍”,借助中线性质构全等三角形。延长AD至G,使DG=AD,连BG,由DG=AD, ,BD=CD得到 。由全等三角形的对应边相等,对应角相等,得到AC=BG, 。而AC=BE,则BE=BG,所以 ,而 ,从而得到 。
四. 证角不等
例4. 已知:如图4,在 中, ,AD是BC边的中线。
求证:
图4
分析与证明:由AD是中线,可“延长中线一倍”,借助中线性质构全等三角形。延长AD至E,使DE=AD,连BE。由DE=CD, ,BD=CD,得到 。由全等三角形的对应边相等,对应角相等,得到BE=AC, ,在 中,由 ,得到 ,而 ,所以
五. 证线段相等
例5. 已知:如图5,在 中,D是BC边的中点, 交 的平分线于E, 交AB于点F, 交AC的延长线于点G。求证:BF=CG。
图5
分析与证明:要证BF=CG,显然要构造三角形找全等。由ED垂直平分BC,连EB、EC,由垂直平分线性质可得,EB=EC。又AE为 的平分线,且 , ,根据角平分线性质可得 ,从而 (HL)再由全等三角形的对应边相等立即可得BF=CG。
六. 证线段不等
例6. 已知:如图6,在 中,AB=AC,P是三角形内一点,且 ,求证:
图6
分析与证明:PB、PC虽在同一三角形中,但与已知条件无直接联系,可利用图形变换构全等三角形。将 绕顶点A逆时针旋转 ,使AB与AC重合,得 ,则 ,从而转化为比较PC与QC的大小,为此只须证 即可。由 ,根据全等三角形的对应角相等,对应边相等得到 ,AQ=AP,PB=QC,所以 ,从而 ,即 。由大角对大边得到 ,即
七. 证线段和差相等
例7. 已知:如图7,在 中, ,CD是 的平分线,求证:BC=AD+AC
图7
分析与证明:由CD是 的平分线,可利用角平分线的对称性。在BC上取一点E,使CE=CA,连DE,由CA=CE, ,CD=CD,可得 。由全等三角形的对应边相等,对应角相等,得到AD=ED,且 ,而 ,得到 ,从而 ,所以
八. 证线段和差不等
例8. 已知:如图8,D为 的BC边的中点, , 的平分线分别与AB、AC交于点E、F,求证:
图8
分析与证明:直接论证,条件不足,可设法将有关线段集中于同一三角形中,为此延长FD至M使DM=FD,利用角平分线性质构全等三角形,帮助解决。延长FD至M,使DM=FD,连结BM、EM。由DM=DF, ,BD=CD,得到 。由全等三角形的对应边相等得到BM=CF。由 ,而 ,所以 ;又由 ,从而 。再由 ,DE=DE,得到 。同样由全等三角形的对应边相等得到EM=EF。而 ,所以 。
从以上几例可以看出,有些比较棘手的平几证题百思不得其解时,根据图形的结构特点,添加适当的辅助线,巧构全等三角形,可迅速找到证题途径,使问题迅捷获证。真可谓“山重水复疑无路,柳暗花明又一村”。
朱元生
全等三角形是初中平几的重要内容之一,在几何证题中有着极其广泛的应用。然而在许多情况下,给定的题设条件及图形并不具有明显的全等条件,这就需要我们认真分析,仔细观察,根据图形的结构特征,挖掘潜在因素,通过添加适当的辅助线,巧构全等三角形。借助全等三角形的有关性质,就会迅速找到证题途径,直观易懂,简捷明快。现略举几例加以说明。
一. 证线段垂直
例1. 已知,如图1,在 中 ,AB=2BC,求证:
图1
分析与证明:本题可先作 的平分线BD交AC于点D,由 ,又 ,得到 。则 为等腰三角形。再取AB中点E,连DE,借助等腰三角形的性质,得到 。再由 , ,BD=BD,得到 。由全等三角形的对应角相等,得到 ,即 。
二. 证线段的倍分
例2. 已知,如图2,等腰 中, , 的平分线交AC于D,过C作BD的垂线交BD的延长线于E。求证:BD=2CE(湖北中考题)
图2
分析与证明:要证BD=2CE,可延长BA、CE交于点F。由BE平分 , ,得到 为等腰三角形。根据等腰三角形的性质可得CE=EF,即 。再由 ,AB=AC, ,得到 ,从而由全等三角形的对应边相等立即得到BD=CF=2CE。
三. 证角相等
例3. 已知,如图3,在 中,D是BC边的中点,E是AD上一点,BE=AC,BE的延长线交AC于点F,求证:
图3
分析与证明:由AD是中线,可“延长中线一倍”,借助中线性质构全等三角形。延长AD至G,使DG=AD,连BG,由DG=AD, ,BD=CD得到 。由全等三角形的对应边相等,对应角相等,得到AC=BG, 。而AC=BE,则BE=BG,所以 ,而 ,从而得到 。
四. 证角不等
例4. 已知:如图4,在 中, ,AD是BC边的中线。
求证:
图4
分析与证明:由AD是中线,可“延长中线一倍”,借助中线性质构全等三角形。延长AD至E,使DE=AD,连BE。由DE=CD, ,BD=CD,得到 。由全等三角形的对应边相等,对应角相等,得到BE=AC, ,在 中,由 ,得到 ,而 ,所以
五. 证线段相等
例5. 已知:如图5,在 中,D是BC边的中点, 交 的平分线于E, 交AB于点F, 交AC的延长线于点G。求证:BF=CG。
图5
分析与证明:要证BF=CG,显然要构造三角形找全等。由ED垂直平分BC,连EB、EC,由垂直平分线性质可得,EB=EC。又AE为 的平分线,且 , ,根据角平分线性质可得 ,从而 (HL)再由全等三角形的对应边相等立即可得BF=CG。
六. 证线段不等
例6. 已知:如图6,在 中,AB=AC,P是三角形内一点,且 ,求证:
图6
分析与证明:PB、PC虽在同一三角形中,但与已知条件无直接联系,可利用图形变换构全等三角形。将 绕顶点A逆时针旋转 ,使AB与AC重合,得 ,则 ,从而转化为比较PC与QC的大小,为此只须证 即可。由 ,根据全等三角形的对应角相等,对应边相等得到 ,AQ=AP,PB=QC,所以 ,从而 ,即 。由大角对大边得到 ,即
七. 证线段和差相等
例7. 已知:如图7,在 中, ,CD是 的平分线,求证:BC=AD+AC
图7
分析与证明:由CD是 的平分线,可利用角平分线的对称性。在BC上取一点E,使CE=CA,连DE,由CA=CE, ,CD=CD,可得 。由全等三角形的对应边相等,对应角相等,得到AD=ED,且 ,而 ,得到 ,从而 ,所以
八. 证线段和差不等
例8. 已知:如图8,D为 的BC边的中点, , 的平分线分别与AB、AC交于点E、F,求证:
图8
分析与证明:直接论证,条件不足,可设法将有关线段集中于同一三角形中,为此延长FD至M使DM=FD,利用角平分线性质构全等三角形,帮助解决。延长FD至M,使DM=FD,连结BM、EM。由DM=DF, ,BD=CD,得到 。由全等三角形的对应边相等得到BM=CF。由 ,而 ,所以 ;又由 ,从而 。再由 ,DE=DE,得到 。同样由全等三角形的对应边相等得到EM=EF。而 ,所以 。
从以上几例可以看出,有些比较棘手的平几证题百思不得其解时,根据图形的结构特点,添加适当的辅助线,巧构全等三角形,可迅速找到证题途径,使问题迅捷获证。真可谓“山重水复疑无路,柳暗花明又一村”。
参考资料: http://cnc.lobit.cn/educa/unvisity/zxxzt/e9/xfzd/6.htm
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