中點,由此可以聯想到三角形中與邊中點有密
切聯絡的中位線,所以,可有如下2種輔助線作法:
(1)過d點作dn∥ca,交bf於n,可得n為bf中點,由中位線定理得dn=,再證△aef≌△den,則有af=dn,進而有af=
(2)過d點作dm∥bf,交ac於m,可得fm=cm,fm=af,則有af=
方法二:分析結論,作出輔助線
例2:如圖,ad是△abc的高,ae是△abc的外接圓直徑,
求證:ab·ac=ae·ad
分析:要證ab·ac=ae·ad,需證
(或),需證△abe∽△adc(或△abd∽△aec),
這就需要鏈結be(或ce),形成所需要的三角形,同時得
∠abe=∠adc=900(或∠adb=∠ace=900)又∠e=∠c(或∠b=∠e)
因而得證。
方法三:「兩頭湊」(即同時分析已知和結論)作出輔助線
例3:過△abc的頂點c任作一直線,與邊ab及中線ad分別交於點f和e;
求證:ae∶ed=2af∶fb
分析:已知d是bc中點,那麼在
三角形中可過中點作平行線得中位線;
若要出現結論中的ae∶ed,則應有一條與ef平行的直線。所以,過d點作dm∥ef交ab於m,可得,再證bf=2fm即可。
方法四:找出輔助線的一般規律,將對證題時能準確地作出所需輔助線有很大幫助。
例如:在「圓」部分就有許多規律性輔助線:
(1)有弦,作「垂直於弦的直徑」
例4:已知,如圖,在以o為圓心的兩個同心圓中,大圓的弦ab交小圓於c、d兩點,求證:ac=bd
分析:過o點作oe⊥ab於e,則
ae=be,ce=de,即可證得ac=bd
(2)有直徑,構成直徑上的圓周角(直角)
例5:已知:如圖,以△abc的ac邊為直徑,
作⊙o交bc、ba於d、e兩點,且,
求證:∠b=∠c
分析:鏈結ad,由於ac為直徑,則有ad⊥bc,又,有∠1=∠2,由內角和定理得∠b=∠c
(3)見切線,連半徑,證垂直
例6:如圖,ab為⊙o的直徑,c為⊙o上一點,ad和過c點的切線互相垂直,垂足為d,求證:ac平分∠dab
分析:鏈結oc,由於cd為切線,可知
oc⊥cd,易證:∠1=∠2,又因為∠2=∠3,
所以∠1=∠3,則可得ac平分∠dab
(4)證切線時,「連半徑,證垂直」或「作垂直,證半徑」
例7:已知,直線ab經過⊙o上的一點,並且oa=ob,ca=cb;
求證:直線ab是⊙o的切線
分析:鏈結oc,要證ab是⊙o的切線,
需證oc⊥ab,由已知可證△oac≌△obc,
可得∠oca=∠ocb=900,結論得證。
例8:已知,梯形abcd中,ab∥cd,∠a=900,bc是⊙o的直徑,bc=cd+ab,
求證:ad是⊙o的切線
分析:過o點作oe⊥ad,垂足為e,
要證ad是⊙o的切線,只要證oe是⊙o的半徑即可,
也就是說需要證oe=,由於∠a=900,ab∥cd,可得ab∥cd∥oe,再由平行線等分線段定理得de=ea,進而由梯形中位線定理得oe=,所以e點在⊙o上,ad是⊙o的切線。
(二)練習
1、已知: 如圖,在△abc中,ad=db,ae=ec.
求證: de∥bc,de=bc.
2、已知: 如圖27.3.12所示,在梯形abcd中,
ad∥bc,ae=be,df=cf.
求證: ef∥bc,ef=(ad+bc).
3、已知:如圖27.3.13所示,在△abc中.ad=db,be=ec,af=fc.
求證:ae、df互相平分。
4、如圖:已知:ab為⊙o的直徑,弦cd⊥ab,m為上一點,am的延長線交dc的延長線於f,
求證:∠amd=∠fmc
與圓有關的輔助線常規作法解析
與圓有關的幾何問題,幾乎涵蓋了初中幾何的各種基本圖形與基本性質,題型的複雜程度可想而知。為此,常常需要新增適當的輔助線將複雜的圖形轉化為基本圖形,從而方便求解。為幫助大家正確理解並掌握圓中有關計算或證明題的一般解法,現就圓中輔助線的常規作法分類總結如下,供同學們學習時參考——
一、圓中有弦,常作弦心距(或者作垂直於弦的半徑或直徑,有時還要鏈結過弦端點的半徑)
例1.如圖,以rt△abc的直角頂點a為圓心,直角邊ab為半徑的⊙a分別交bc、ac於點d、e, 若bd=10cm,dc=6cm,求⊙a的半徑。
解:過a作ah⊥bd於h,則。
∵ba⊥ac,∴∠cab=∠ahb=90°。又∵∠abh=∠cba,∴△abh∽△cba,∴,∴,∴。
例2.如圖,ab是⊙o的直徑,po⊥ab交⊙o於點p,弦pn與ab相交於點m,求證:。
證明:過o作oc⊥np於點c,則。
∵oc⊥np,po⊥ab,∴∠pom=∠pco=90°。又∵∠opm=∠cpo,∴△opm∽△cpo,∴,∴,即。
評析:求解圓中與弦有關的問題,常需作弦心距(即垂直於弦的直徑或半徑),其目的是構造以半徑、弦心距、弦為邊的直角三角形,並利用垂徑定理來溝通弦、弧、弦心距之間的聯絡。
二、圓中有直徑,常作直徑所對的圓周角(在半圓中,同樣可作直徑所對的圓周角)
例3.如圖,ab為半圓的直徑,oh⊥ac於h,bh與oc交於e,若bh=12,求be的長。
解:鏈結bc。
∵ ab為直徑,∴ ac⊥bc。又∵oh⊥ac,ao=bo,∴ ohbc,∴ ∠ohe=∠cbe,∠hoe=∠bce,∴△ohe∽△cbe,∴,∴。
例4.如圖,ab是半圓的直徑, c為圓上的一點, cd⊥ab於d, 求證:。
證明:鏈結ac、bc。
∵ ab為直徑,∴ ∠acb=90°,∴∠1+∠2=90°。又∵cd⊥ab,∴∠adc=∠cdb=90°,∠1+∠3=90°,∴∠3=∠2,∴△bcd∽△cad,∴,即。
評析:由於直徑所對的圓周角為直角,所以在有關圓的證明或計算問題中,利用該性質極易構造出直角三角形,從而可以很方便地將問題轉化到直角三角形中進行解決。
三、圓中有切線,常作過切點的半徑(若無切點,則過圓心作切線的垂線)
例5.如圖,已知mn為⊙o的直徑,ap是⊙o的切線,p為切點,點a在mn的延長線上,若 pa=pm,求∠a的度數。
解:鏈結op,設∠a的度數為x。
∵pa=pm,∴∠m=∠a,同理可得∠opm=∠m,∴∠poa=∠opm+∠m=2∠m=2∠a=2x。又∵ap切⊙o於點p,∴ap⊥op,∴∠a+∠poa=90°,即x+2x=90°,解之得x=30°,∴∠a=30°。
例6.如圖,ab為⊙o的直徑,c為⊙o上的一點,ad和過c點的切線垂直,垂足為d,求證∠1=∠2。
證明:鏈結oc。
∵dc切⊙o於點c,∴oc⊥dc。又∵ad⊥dc,∴oc∥ad,∴∠1=∠3。∵oa=oc,∴∠2=∠3,∴∠1=∠2。
評析:當欲求解的問題中含有圓的切線時,常常需要作出過切點的半徑,利用該半徑與切線的垂直關係來溝通題設與結論之間的聯絡。
四、圓中有特殊角,常作直徑構造直角三角形(若題中有三角函式但無直角三角形,則也需作直徑構造直角三角形)
例7.如圖, 點a、b、c在⊙o上(ac不過o點),若∠acb=60°,ab=6,求⊙o半徑的長。
解:作直徑ad,鏈結bd。
∵∠acb與∠d都是所對的圓周角,∴∠d=∠acb=60°。又∵ad是直徑,∴∠abd=90°,∴,∴。
例8.如圖,在銳角△abc中,若bc=a,ca=b,ab=c,△abc的外接圓半徑為r,求證:。
證明:作直徑cd,鏈結bd。
∵cd為直徑,∴∠cbd=90°,∴。又∵∠a=∠d,∴,即,同理可得,,∴。
評析:當題設中未告訴有直角三角形但卻含有30°、45°、60°、90°等特殊角或某個角的三角函式值時,通常需要作直徑構造直角三角形來幫助求解。
五、兩圓相切,常作公切線(或者作兩圓的連心線)
例9.如圖,⊙o1和⊙o2外切於點a,bc是⊙o1和⊙o2外公切線,b、c為切點,求證:ab⊥ac。
證明:過點a作⊙o1與⊙o2的公切線am交bc於點m。
∵ma和mb分別切⊙o1於點a、b,∴ma=mb,同理可得ma=mc,∴ma=mb=mc,即點a、b、c同在以m為圓心,bc為直徑的圓周上,∴ab⊥ac。
例10.如圖,⊙a和⊙b外切於點p,cd為⊙a、⊙b的外公切線,c、d為切點,若⊙a與⊙b的半徑分別為r和3r,求:⑴cd的長;⑵∠b的度數。
解:鏈結ab,鏈結ac、bd,過點a作ae⊥bd於e。
⑴、∵cd是⊙a和⊙b的外公切線,c、d為切點,∴ac⊥cd,bd⊥cd。又∵ae⊥bd,∴四邊形acde為矩形,∴cd=ae,de=ac=r,∴be=bd-de=3r-r=2r。∵ab=r+3r=4r,∴。
⑵、在rt△aeb中,∵,∴∠b=60°。
評析:在解決有關兩圓相切的問題時,常常需作出兩圓的公切線或連心線,利用公切線垂直於經過切點的半徑、切線長相等、連心線長等於兩圓半徑之和(或差)等性質來溝通兩圓間的聯絡。
六、兩圓相交,常作公共弦(或者作兩圓的連心線)
例11.如圖,⊙o1和⊙o2相交於a、b兩點,ad是⊙o1的直徑,且圓心o1在⊙o2上,鏈結db並延長交⊙o2於點c,求證:co1⊥ad。
證明:鏈結ab。
∵ ad為⊙o1的直徑,∴∠abd=90°,∴∠d+∠bad=90°。又∵∠c和∠bao1都是⊙o2中所對的圓周角,∴∠c=∠bao1,即∠c=∠bad,∴∠d+∠c=90°,∴co1⊥ad。
例12.如圖,⊙o1和⊙o2相交於a、b兩點,兩圓半徑分別為和,公共弦ab的長為12,求∠o1ao2的度數。
解:鏈結ab、o1o2,使之交於h點。
∵ab為⊙o1與⊙o2的公共弦,∴連心線o1o2垂直平分ab,∴,∴,,∴∠o1ah=45°,∠o2ah=30°,∴∠o1ao2=∠o1ah+∠o2ah=75°。
評析:在解決有關兩圓相交的問題時,最常見的輔助線是兩圓的公共弦或連心線,公共弦可以聯通兩圓中的弦、角關係,而連心線則垂直平分公共弦。
全等三角形作輔助線的常用方法
一、 在利用三角形三邊關係證明線段不等關係時,如直接證不出來,可連線兩點或廷長某邊構成三角形,使結論中出現的線段在乙個或幾個三角形中,再運用三角形三邊的不等關係證明,如:
例1、 已知如圖1-1:d、e為△abc內兩點,
求證:ab+ac>bd+de+ce.
證明:(法一)
將de兩邊延長分別交ab、ac
數學輔助線做法技巧
1 圖中有角平分線,可向兩邊作垂線。也可將圖對折看,對稱以後關係現。2 角平分線平行線,等腰三角形來添。角平分線加垂線,三線合一試試看。3 線段垂直平分線,常向兩端把線連。要證線段倍與半,延長縮短可試驗。4 三角形中兩中點,連線則成中位線。三角形中有中線,延長中線等中線。5 平行四邊形出現,對稱中心...
常見輔助線做法
初中幾何常見輔助線作法歌訣彙編 字型 數學就是這樣一種東西 她提醒你有無形的靈魂,她賦予她所發現的真理以生命 她提醒你有無形的靈魂,她賦予她所發現的真理以生命 她喚起心神,澄淨智慧型 她給我們的內心思想添輝 她滌盡我們有生以來的蒙昧與無知。人說幾何很困難,難點就在輔助線。輔助線,如何添?把握定理和概...
初中數學輔助線典型做法
八年級數學培優訓練題 補形法的應用 班級姓名分數 一些幾何題的證明或求解,由原圖形分析 有時顯得十分繁難,若通過適當的 補形 來進行,即添置適當的輔助線,將原圖形填補成乙個完整的 特殊的 簡單的新圖形,則能使原問題的本質得到充分的顯示,通過對新圖形的分析,使原問題順利獲解。這種方法,我們稱之為補形法...