运用相似三角形解题的方
一、寻找法
例1:如图1,在△ABC中,AB=AC,D是△ABC的外接圆的上任一点,连结AD、BD.求
证:BE AE BD AB
=.
分析:要证BE AE
BD AB
=,可利用相似三角形,怎样找相似三角形呢?比的前项BE和AE是
△ABE的两条边,比的后项BD和AB是△ADB的两条边,所以我们只要证明△ABE∽△ADB就可以了.
证明:∵AB=AC ∴∠ABE=∠C,
∵∠D=∠C,∴∠ABE=∠D,
又∵∠BAD=∠BAE
∴△ABE∽△ADB
∴BE AE BD AB
=
如果这个题的结论是改成证明BE BD
AE AB
=,则应该把等式左边比的前项和后项看成一个三角形
的两条边,而把等式右边的前项和后项看成另一个三角形的两条边;或者交换比例内项的位置也可以.
二、构造法
有时,题目里面没有现成的相似三角形,就需要添线构造了.
例2:如图2,AD是△ABC的高,AE是△ABC的外接圆直径.求证:AB·AC=AD·AE.
分析:AB·AC=AD·AE改成比例式就是AB AE
AD AC
=,根据寻找法需要证明△ABE∽△ADC,
但图形中没有△ABE,因此需要连结BE,构造出△ABE,然后证明相似就
可以了.
构造法是平面几何中一种十分重要的方法,不仅在相似形中用得着,而
且在其它方面应用也非常广泛.
三、过渡法
有些习题无论如何也构造不出相似三角形,这就要考虑灵活地运用“过
渡”,其主要类型有三种,下面分情况说明.
1、等线段过渡法
例3:如图3,△ABC中,AD平分∠BAC,AD的垂直平分线FE交BC的延长线于E.求证:DE2=BE·CE.
分析:DE2=BE·CE改成比例式为DE CE
BE DE
=,但线段DE、BE、CE
在同一直线上,构造不出相似三角形.因EF垂直平分AD,连结AE,则有
DE=AE,要证的比例式可化为AE CE
BE AE
=.由此只需要证明△ABE∽△CAE
即可.
2、等比过渡法
例4:如图4,在△ABC中,∠BAC=90°,AD⊥BC,E是AC的中点,ED交AB的延长线于
点F.求证:AB DF AC AF
=.
分析:显然此题不能找出直接得到这个比例式的两个相似三角
形.但由已知条件易证AB BD
AC AD
=,这就转化为证明比例式
BD FD
AD AF
=.
只须证明△AFD∽△DFB即可.
3、等积过渡法
例5:如图5,在△ABC中,∠ACB=90°,CD是斜边AB上的
高,G是DC延长线上一点,过B作BE⊥AG,垂足为E,交CD于点F.求证:CD2=DF·DG.
分析:CD2=DF·DG中的线段CD、DF、DG位于同一条直线上,按常规方法难以奏效.考虑到CD是Rt△ABC斜边AB上的高,可得CD2=AD·BD,因此可转化为证明AD·BD=DF·DG.这可由△ADG∽△FDB证得.
四、假借法
例6:如图6,从圆外一点P作切线PA,从PA的中点B作割线BCD,连结PC、PD,分别交圆于E、F.
求证:FE∥PA.
分析:要证FE∥PA,当然会想到证明∠E=∠BPC,因为∠D=∠E,
自然也可以想到证明∠D=∠BPC.问题是,怎么证明这两个角相等.从
图形上不难看出∠D是△BPD的内角,∠BPC是△BCP的内角,因此,
若能证明这两个三角形相似,问题就可以解决了.由切割线定理得BA2
=BC·BD,所以BP2=BC·BD,改成比例式为BP BD
BC BP
=,又∠PBC
是公共角,所以这两个三角形确实相似.接着就不难证明FE∥PA了.
利用相似三角形证明垂直,方法与证平行差不多,我们也举一例.
例7:如图7,BD、CE分别是△ABC的高,点O是△ABC外接圆的圆心.求证:AO⊥DE.证明:延长AO交⊙O于点F,连结CF,
则∠ACF=90°.
∵∠AEC=∠ADB=90°, ∠BAC=∠BAC,
∴△ADB∽△AEC.
∴AD AB AE AC
=
∴△ADE∽△ABC.
∴∠ADE=∠ABC.
∵∠F+∠FAC=90°,∠F=∠ABC,
∴∠ADE+∠FAC=90°,
∴AO⊥DE.
五、分拆法
例8:如图8,P是等边三角形ABC的外接圆的上的一点.求证:
PA2=AB2+PB·PC.
分析:由已知条件,不难得出△ADB∽△ABP,从而AB2=PA·AD,因此要证原式成立,只需要证明PA2=PA·AD +PB·PC,因为AD是PA的一部分,因此我们可以把PA分成AD和PD两部分,则PA2=PA(AD+PD)=PA·AD +PA·PD,下面证明PA·PD=PB·PC可以通过证明△PAC∽△PBD 而得到.
六、转换法
例9:如图8,P 是等边三角形ABC 的外接圆的上的一点,PA 交BC 于点D .求证:111PB PC PD +=. 分析:111PB PC PD +=可以转换为1PD PD PB PC
+=,要证明这个等式,关键是要把两个比换成后项相同,而前项之和恰好等于后项.注意到
△PDB ∽△CDA ,△PDC ∽△BDA ,所以
PD DC PB AC =,PD DB PC AB
=,问题就转化为证明1DC DB AC BC +=,因为AB =AC =BC ,上式又可以转化为1DC DB BC BC +=,这个等式的成立是显而易见的.
运用相似三角形解题的方法是平面几何中最为有效的方法之一,其关键是寻找相似的三角形.简单的图形一眼就能看出来,稍为复杂的图形,还要将条件和结论联系起来,按照上述所列举的方法,综合考虑.