例1: 已知:如圖,△abc中,ab=ac,bd⊥ac於d.
求證: bc2=2cd·ac.
例2.已知梯形中,,,是腰上的一點,鏈結
(1)如果,,,求的度數;
(2)設和四邊形的面積分別為和,且,試求的值
例3.如圖4-1,已知平行四邊abcd中,e是ab的中點,,連e、f交ac於g.求ag:ac的值.
例4、如圖4—5,b為ac的中點,e為bd的中點,則af:ae
例5、如圖4-7,已知平行四邊形abcd中,對角線ac、bd交於o點,e為ab延長線上一點,oe交bc於f,若ab=a,bc=b,be=c,求bf的長.
例6、已知在△abc中,ad是∠bac的平分線.求證:.
相似三角形新增輔助線的方法舉例答案
例1: 已知:如圖,△abc中,ab=ac,bd⊥ac於d.
求證: bc2=2cd·ac.
分析:欲證 bc2=2cd·ac,只需證.但因為結論中有「2」,無法直接找到它們所在的相似三角形,因此需要結合圖形特點及結論形式,通過新增輔助線,對其中某一線段進行倍、分變形,構造出單一線段後,再證明三角形相似.由「2」所放的位置不同,證法也不同.
證法一(構造2cd):如圖,在ac擷取de=dc,
∵bd⊥ac於d,
∴bd是線段ce的垂直平分線,
∴bc=be,∴∠c=∠bec,
又∵ ab=ac,
∴∠c=∠abc.
∴ △bce∽△acb.
∴, ∴
∴bc2=2cd·ac.
證法二(構造2ac):如圖,在ca的延長線上擷取ae=ac,鏈結be,
∵ ab=ac,
∴ ab=ac=ae.
∴∠ebc=90°,
又∵bd⊥ac.
∴∠ebc=∠bdc=∠edb=90°,
∴∠e=∠dbc,
∴△ebc∽△bdc
∴即∴bc2=2cd·ac.
證法三(構造) :如圖,取bc的中點e,鏈結ae,則ec=.
又∵ab=ac,
∴ae⊥bc,∠ace=∠c
∴∠aec=∠bdc=90°
∴△ace∽△bcd.
∴即.∴bc2=2cd·ac.
證法四(構造):如圖,取bc中點e,鏈結de,則ce= .
∵bd⊥ac,∴be=ec=eb,
∴∠edc=∠c
又∵ab=ac,∴∠abc=∠c,
∴△abc∽△edc.
∴j即.
∴bc2=2cd·ac.
說明:此題充分展示了新增輔助線,構造相似形的方法和技巧.在解題中方法要靈活,思路要開闊.
例2.已知梯形中,,,是腰上的一點,鏈結
(1)如果,,,求的度數;
(2)設和四邊形的面積分別為和,且,試求的值
(1)設,則
解法1 如圖,延長、交於點
為的中點
又 ,又為等邊三角形故
解法2 如圖
作分別交、於點、
則,得平行四邊形
同解法1可證得為等邊三角形
故解法3 如圖
作交於,交的延長線於
作,分別交、於點、
則,得矩形
,又 ,故為、的中點
以下同解法1可得是等邊三角形
故解法4 如圖,
作,交於,作,交於,得平行四邊形,且
讀者可自行證得是等邊三角形,故
解法5 如圖
延長、交於點,作,分別交、於點、,得平行四邊形
可證得為的中點,則,故
得為等邊三角形,故
解法6 如圖(補形法),
讀者可自行證明是等邊三角形,
得(注:此外可用三角形相似、等腰三角形三線合和
一、等積法等)
(2)設,則
解法1(補形法)如圖
補成平行四邊形,鏈結,則
設,則,
由得,,
解法2 (補形法)如圖,延長、交於點,
,,又設,則,,
, 解法3(補形法)如圖
鏈結,作交延長線於點
鏈結則∽,故(1)
, 故(2)
由(1)、(2)兩式得即
解法4(割補法)如圖
鏈結與的中點並延長交延長線於點,如圖,過、分別作高、,則且,
,又, ,故
說明本題綜合考查了等腰三角形的性質,相似三角形的判定和性質,解題關鍵是作輔助線,構造相似三角形.
例3.如圖4-1,已知平行四邊abcd中,e是ab的中點,,連e、f交ac於g.求ag:ac的值.
解法1: 延長fe交cb的延長線於h,
∵ 四邊形abcd是平行四邊形,∴ ,∴ ∠h=∠afe,∠dab=∠hbe
又ae=eb,∴ △aef≌△beh,即af=bh,
∵ ,∴ ,即.
∵ ad∥ch,∠agf=∠cgh,∠afg=∠bhe,∴ △afg∽△cgh.∴ ag:gc=af:ch,
∴ ag:gc=1:4,∴ ag:ac=1:5.
解法2: 如圖4—2,延長ef與cd的延長線交於m,由平行四邊形abcd可知,,即ab∥mc,
∴ af:fd=ae:md,ag:gc=ae:mcaf:fd=1:2,
∴ ae:md=1:2.
∵ .∴ ae:mc=1:4,即ag:gc=1:4,
∴ ag:ac=1:5
例4、如圖4—5,b為ac的中點,e為bd的中點,則af:ae
解析:取cf的中點g,連線bg.∵ b為ac的中點,
∴ bg:af=1:2,且bg∥af,又e為bd的中點,
∴ f為dg的中點.
∴ ef:bg=1:2.
故ef:af=1:4,∴ af:ae=4:3.
例5、如圖4-7,已知平行四邊形abcd中,對角線ac、bd交於o點,e為ab延長線上一點,oe交bc於f,若ab=a,bc=b,be=c,求bf的長.
解法1: 過o點作om∥cb交ab於m,
∵ o是ac中點,om∥cb,
∴ m是ab的中點,即,
∴ om是△abc的中位線,,
且om∥bc,∠efb=∠eom,∠ebf=∠emo.
∴ △bef∽△moe,∴,
即,∴.
解法2: 如圖4-8,延長eo與ad交於點g,則可得△aog≌△cof,
∴ ag=fc=b-bf,∵ bf∥ag,∴.即,
解法3: 延長eo與cd的延長線相交於n,則△bef與△**f的對應邊成比例,即.
解得.例6、已知在△abc中,ad是∠bac的平分線.求證:.
分析1 比例線段常由平行線而產生,因而研究比例線段問題,常應注意平行線的作用,在沒有平行線時,可以新增平行線而促成比例線段的產生.此題中ad為△abc內角a的平分線,這裡不存在平行線,於是可考慮過定點作某定直線的平行線,新增了這樣的輔助線後,就可以利用平行關係找出相應的比例線段,再比較所證的比例式與這個比例式的關係,去探求問題的解決.
證法1: 如圖4—9,過c點作ce∥ad,交ba的延長線於e.
在△bce中,∵ da∥ce
又∵ ce∥ad,∴ ∠1=∠3,∠2=∠4,且ad平分∠bac,
∵ ∠1=∠2,於是∠3=∠4,
∴ ac=ae.代入②式得.
分析2 由於bd、cd是點d分bc而得,故可過分點d作平行線.
證法2: 如圖4—10,過d作de∥ac交ab於e,則∠2=∠3.
∵ ∠1=∠2,∴ ∠1=∠3.
於是ea=ed.
又∵,∴ ,∴ .
分析3 欲證式子左邊為ab:ac,而ab、ac不在同一直線上,又不平行,故考慮將ab轉移到與ac平行的位置.
證法3: 如圖4—11,過b作be∥ac,交ad的延長線於e,則∠2=∠e.
∵ ∠1=∠2,∴ ∠1=∠e,ab=be.
又∵,∴ .
分析4 由於ad是∠bac的平分線,故可過d分別作ab、ac的平行線,構造相似三角形求證.
證法4 如圖4—12,過d點作de∥ac交ab於e,df∥ab交ac於f.
易證四邊形aedf是菱形.則 de=df.
由△bde∽△dfc,得.
又∵ ,∴ .
全等三角形中常見輔助線的新增方法舉例
一 有角平分線時,通常在角的兩邊擷取相等的線段,構造全等三角形。例 如圖1 已知ad為 abc的中線,且 1 2,3 4,求證 be cf ef。分析 要證be cf ef,可利用三角形三邊關係定理證明,須把be,cf,ef移到同乙個三角形中,而由已知 1 2,3 4,可在角的兩邊擷取相等的線段,利...
全等三角形中的常見輔助線的新增方法舉例
一 有角平分線時,通常在角的兩邊擷取相等的線段,構造全等三角形。例 如圖1 已知ad為 abc的中線,且 1 2,3 4,求證 be cf ef。二 有以線段中點為端點的線段時,常延長加倍此線段,構造全等三角形。例 如圖2 ad為 abc的中線,且 1 2,3 4,求證 be cf ef 三 有三角...
常見全等三角形中新增輔助線方法
1 有角平分線時,通常在角的兩邊擷取相等的線段,構造全等三角形 例如 如圖,已知ad為 abc的中線,且 1 2,3 4,求證 be cf ef。分析 要證be cf ef 可利用三角形三邊關係定理證明,須把be,cf,ef移到同乙個三角形中,而由已知 1 2,3 4,可在角的兩邊擷取相等的線段,利...