构造全等三角形巧证几何题
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构造全等三角形巧证几何题
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”。
练习:
1. (2007年宜宾)如图,将△BOD绕点O旋转180°后得到△AOC,再过
点O任意画一条与AC、BD都相交的直线MN,交点分别为M和N.试问:线
段OM=ON成立吗?若成立,请进行证明;若不成立,请说明理由.
**6. 已知,如图所示,等腰Rt△ABC中,∠A=90°,∠B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.