幾何定理證明

2021-05-11 07:56:19 字數 5183 閱讀 2756

5個基本事實:

1. 兩直線平行,同位角相等

2. 同位角相等,兩直線平行

3. 邊角邊

4. 角邊角

5. 邊邊邊

定理及其證明:

1. 同角的餘角相等。

2. 對頂角相等。

3. 兩直線平行,內錯角相等

4. 同旁內角互補,兩直線平行。

5. 平行於同一直線的兩直線平行。

6. 三角形內角和為180。

已知:△abc

求證:∠a+∠b+∠c=180

方法①證明:作bc延長線cd,過點c作ce∥ab∵ce∥ab(已知)

∴∠1=∠b(兩直線平行,同位角相等)

2=∠a(兩直線平行,內錯角相等)

∵∠1+∠2+∠acb=180(平角的定義)∴∠a+∠b+∠acb=180(等量代換)方法②證明:過點a作ef∥bc

∵ef∥bc(已知)

∴∠1=∠c,∠2=∠b(兩直線平行,內錯角相等)∵∠1+∠2+∠bac=180(平角的定義)∴∠c+∠b+∠bac=180(等量代換)方法③證明:作ca的延長線ad,過點a作∠1=∠c1=∠c(已知)

∴ae∥bc(同位角相等,兩直線平行)

eab=∠b(兩直線平行,內錯角相等)

1+∠eab+∠bac=180 (平角的定義)c+∠b+∠bac=180 (等量代換)

方法④證明:在bc上任取一點d,過點d分別作de∥ab交ac於e,df∥ac交ab於f.

∵de∥ab,df∥ac

∴四邊形afde是平行四邊形(平行四邊形的定義)∴∠bdf=∠c(兩直線平行,同位角相等)∠edc=∠b(兩直線平行,同位角相等)

∴∠edf=∠a(平行四邊形的對角相等)

∵∠bdf+∠edf+∠edc=180°(平角的定義)∴∠a+∠b+∠c=180°(等量代換)

7. 兩角及其中一角對邊對應相等的兩個三角形全等。

已知:在△abc與△def中,∠a=∠d, ∠b=∠e,bc=ef求證:△abc≌△def

證明:∵在△abc中,∠a+∠b+∠c=180(三角形內角和等於180)

∴∠c=180-∠a-∠b(等式性質)

∵在△def中,∠d+∠e+∠f=180(三角形內角和等於180)∴∠f=180-∠d-∠e(等式性質)

∵∠a=∠d, ∠b=∠e(已知)

∴∠c=∠f(等量代換)

∵在△abc與△def中

∠b=∠e

bc=ef

∠c=∠f

∴△abc≌△def(asa)

8. 等腰三角形每個內角都為60度。

9. 等邊對等角。

已知:在△abc中,ab=ac

求證:∠b=∠c

證明:作∠bac平分線ad,交bc於點d

∵ad平分∠bac(已知)

∴∠bad=∠cad(角平分線定義)

∵在△abd與△acd中

ab=ac (已知)

bad=∠cad(已證)

ad=ad(公共邊)

abd≌△acd(sas)

b=∠c(全等三角形對應角相等)

10. 三線合一。

已知:在等腰三角形abc中,ab=ac, ad⊥bc求證:ad平分∠bac,bd=cd

證明:∵ad⊥bc(已知)

∴∠adb=∠adc=90°(垂直定義)

∵△abc為等腰三角形(已知)

∴ab=ac(等腰三角形定義)

∴∠b=∠c(等邊對等角)

∵在△abd與△acd中

∠b=∠c(已證)

∠adb=∠adc(已證)

ad=ad

∴△abd≌△acd(aas)

∴bd=cd(全等三角形對應邊相等)

∠bad=∠cad(全等三角形對應角相等)11. 等角對等邊。(輔助線不能選中線)

已知:在△abc中,∠b=∠c

求證:ab=ac

證明:作ad⊥bc

∵ad⊥bc(已知)

∴∠adb=∠adc=90°(垂直定義)

∵在△abd與△acd中

∠b=∠c(已知)

∠adb=∠adc(已證)

ad=ad

∴△abd≌△acd(aas)

∴ab=ac(全等三角形對應邊相等)

12. 線段垂直平分線上的點到線端兩端距離相等。

已知:cd是ab的垂直平分線,m是cd上一點,求證:ma=mb

證明:∵o為ab中點(已知)

∴ao=bo

∵cd⊥ab (已知)

∴∠moa=∠mob=90°(垂直定義)

∵在△moa與△mob中

mo=mo(公共邊)

∠moa=∠mob(已證)

ao=bo(已證)

∴△moa≌△mob(sas)

∴ma=mb(全等三角形的對應邊相等)

13. 到線段兩端距離相等的點在這條線段的垂直平分線上。

已知:ma=mb

求證:m**段ab的垂直平分線上

證明:1.當m不在ab上時

過點m作cd⊥ab,交ab於點o

∵cd⊥ab(已知)

∴∠moa=∠mob=90°(垂直定義)

∵ma=mb(已知)

∴∠a=∠b(等邊對等角)

∵在△moa與△mob中

∠moa=∠mob(已證)

∠a=∠b(已證)

ma=mb(已知)

∴△moa≌△mob(aas)

∴ao=bo(全等三角形的對應邊相等)

∵ao=bo mo⊥ab

∴cd是線段ab的垂直平分線

∴點m**段ab的垂直平分線上

2.當m在ab上時

∵ma=mb

∴m是ab中點

∴點m**段ab的垂直平分線上

綜上所述,m是ab垂直平分線上的點。

14. 三個角都相等的三角形是等邊三角形。

15. hl(利用勾股定理證明)

16. 角平分線上的點到角兩邊距離相等。

已知:oc平分∠aob,點p在oc上,pd⊥oa,pe⊥ob.

求證:pd=pe

證明:∵oc平分∠aob(已知)

∴∠aop=∠bop(角平分線定理)

∵pd⊥oa,pe⊥ob(已知)

∴∠pdo=∠peo=90°

∵在△pdo與△peo中

∠aop=∠bop(已證)

∠pdo=∠peo(已證)

op=op(公共邊)

∴△pdo≌△peo(aas)

∴pd=pe(全等三角形對應邊相等)

17. 角的內部到角兩邊距離相等的點在這個角的角平分線上。

已知:如圖,pd⊥oa,pe⊥ob,pd=pe求證:點p在∠aob的角平分線上

證明:連線並延長op

∵在△pdo中,pd⊥oa(已知)

∴△pdo是直角三角形

∵在△peo中,pe⊥ob(已知)

∴△peo是直角三角形

∵在rt△pdo與 rt△peo中

pd=pe(已知)

po=po(公共邊)

∴rt△pdo≌rt△peo(hl)

∴∠dpo=∠epo(全等三角形對應角相等)∴op平分∠aob

∴點p在∠aob的角平分線上

18. 平行四邊形對角線互相平分

已知:在 abcd中,ac、bd交於點o求證:ac、bd互相平分

證明:∵abcd是平行四邊形

∴ab∥cd,ad∥bc(平行四邊形定義)∵ab∥cd

∴∠1=∠2,∠5=∠6(兩直線平行,內錯角相等)∵ad∥cb

∴∠3=∠4(兩直線平行,內錯角相等)

∵在△abc與△cda中,

∠1=∠2(已證)

ac=ac (公共邊)

5=∠6(已證)

∴△abc≌△cda(asa)

∴ab=cd(全等三角形對應邊相等)

∵在△aob與△cod中,

∠1=∠2(已證)

ab=cd(已證)

∠5=∠6(已證)

∴△aob≌△cod(asa)

∴ao=co,bo=do

即ac與bd互相平分

19. 平行四邊形對邊相等。

20. 平行四邊形對角相等。

已知:abcd是平行四邊形

求證:∠a=∠c,∠b=∠d

證明:∵abcd是平行四邊形

∴ab∥cd ad∥bc

∵ab∥cd

∴∠a+∠d=180°

∵ad∥bc

∴∠a+∠b=180°(兩直線平行,同旁內角互補)∴∠b=∠d(同角的補角相等)

同理可得∠a=∠c

21. 矩形的四個角都是直角

22. 矩形的對角線相等。

已知:在矩形abcd中,對角線ac、bd交於點o求證:ac=bd

證明:∵四邊形abcd是矩形(已知)

∴ab=cd(矩形的對邊相等)

∠abc=∠dcb=90°(矩形的四個內角都是直角)∵在△abc與△dcb中

ab=dc(已證)

∠abc=∠dcb(已證)

bc=cb(公共邊相等)

∴△abc≌△dcb(sas)

∴ac=db(全等三角形的對應邊相等)

23. 直角三角形斜邊上的中線等於斜邊的一半。

已知:在rt△abc中,∠b=90°,o是ac中點求證: b0=ac

證明:延長bo至點d,使bo=do,連線ad,cd∵bo=do,ao=co()

∴四邊形abcd是平行四邊形(對角線互相平分的四邊形是平行四邊形)∵在 abcd中,∠abc=90°

∴abcd是矩形(矩形定義)

∴ac=bd(矩形的對角線相等)

∵bo=do

∴bo=bd=ac(等量代換)

24. 菱形的四條邊都相等。

25. 菱形的對角線互相垂直,並且每條對角線平分一組對角已知:在菱形abcd中,對角線ac、bd交於點o。

求證:ac⊥bd,ac平分∠bad和∠bcd,bd平分∠adc和∠abc。

證明:∵四邊形abcd是菱形(已知)

∴ab=bc=cd=da(菱形的四條邊都相等)bo=do(菱形對角線互相平分)

∵在△abd中,ab=ad,ob=od

∴ao⊥bd,ac平分∠bad(等腰三角形三線合一)同理可得:

ac平分∠bcd,bd平分∠adc、∠abc26. 一組對邊平行且相等的四邊形是平行四邊形。

已知:在四邊形abcd中,ad∥bc,ad=bc。

求證:四邊形abcd是平行四邊形。

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