利用三角形全等是證明線段相等的重要方法之一

2021-05-18 09:08:00 字數 2317 閱讀 3533

利用三角形全等是證明線段相等的重要方法之一,但有時不能直接應用,就需要根據條件通過作輔助線構造全等三角形,使題目中的條件集中.構造全等三角形的方法主要有翻摺,旋轉,擷取,延長等.

1.翻摺法構造全等三角形

【例1】 如下圖所示,已知△abc中,ac=bc,∠acb=90°,bd平分∠abc,求證:ab=bc+cd.

【分析】 要證ab=bc+cd,由bd平分∠abc,我們想到翻摺△bcd,使得bc與ab重合,如上圖,翻摺了以後再證明ae=de就可以了.

證明:bd平分∠abc,將△bcd沿bd翻摺180°,點c落在ba上的e點,則有bc=be,

在△bcd和△bed中,

∴ △bcd≌△bed(sas)

∴ ∠deb=∠acb=90°,cd=de,(全等三角形對應邊,對應角相等)

∴ ∠dea=90°,

∵ △abc中,∠acb=90°,ac=bc,

∴ ∠a=45°, ∴ ∠eda=∠a=45°,

∴ de=ea,

∴ ab=be+ea=bc+cd,

即ab=bc+cd.

2.旋轉法構造全等三角形

【例2】 如下圖所示,已知點e、f分別在正方形abcd的邊bc、cd上,並且af平分∠ead.

求證:be+df=ae.

【分析】 由於要證結論是be+df=ae,我們自然想到把be、df放在同一條直線上.由於四邊形是正方形,所以旋轉△adf可實現我們的設想.

證明:將△adf繞點a順時針旋轉90°至△abg,則△adf≌△abg,

∴ ∠g=∠afd,∠gab=∠fad,df=bg,

∴ be+df=be+bg=ge.

又∵ af平分∠ead,

∴ ∠fad=∠fae=∠gab.

∴ ∠gab+∠bae=∠fae+∠bae,

即∠gae=∠baf.

又∵ ab∥cd,

∴ ∠baf=∠afd=∠gae=∠g.

∴ 在△eag中,ae=ge,

即be+df=ae.

【點評】 利用旋轉巧妙地將兩條分離的線段「連線」在一起從而得證,利用旋轉構造三角形全等是經常用到的方法.

3.延長法構造全等三角形

【例3】 如下圖所示,△abc中,∠c=2∠b,∠1=∠2,

求證:ab=ac+cd.「

【分析】 本題要證的結論也是兩條線段長度之和等於一條線段的長度,與前面例2的思路相同,我們想到使不共線兩條線段ac、cd組合成一條線段,延長ac是必然的(如上圖).由於有條件∠1=∠2,然後再證明△abd≌△aed就輕而易舉.

證明:延長ac至e,使ae=ab,連線de,

在△abd和△aed中,

∴ △abd≌△aed.

∴ ∠b=∠e.

∵ ∠acd=∠e+∠cde,∠acd=2∠b,

∴ ∠acd=2∠e. ∴ ∠e=∠cde.

∴ cd=ce. ∴ ab=ac+cd.

【小結】 本例中用到的方法叫「補短法」,是將較短的線段ac補長,構造全等三角形,從而達到求解目的.也可採用「截長法」,即在ab上擷取af=ac,連線df,構造三角形全等,這兩種方法通常適合於證明一條線段等於兩條線段的和.

4.擷取法構造全等三角形

【例4】 如下圖所示,在△abc中,ad為bc邊上的高,∠b=2∠c.求證:cd=ab+bd.

【分析】 在dc上擷取de=db後顯然△ade≌△adb,然後再證明ae=ec就可以了.

證明:在dc上擷取de=db,連線ae,

則△ade≌△adb.

∴ ae=ab,∠aeb=∠b,

∵ ∠aeb=∠c+∠cae,∠b=2∠c,ed=bd,

∴ ∠aeb=2∠c.

∴ ∠c=∠cae,故ce=ae=ab.

∴ cd=ce+ed=ae+ed=ab+bd.

5.作平行線構造全等三角形

【例5】 如下圖所示,在△def中,de=df,過ef上一點a作直線分別與de、df的延長線交於點b、c,且be=cf.

求證:ab=ac.

【分析】 要證ab=ac,我們很自然想到過點b做cd的平行線,然後再證△agb≌△afc.條件de=df和be=cf結合所作的平行線可得出bg=cf,有了邊的相等關係證△agb≌△afc就容易多了.

證明:過b作bg∥cd交ef於g.

∵ bg∥cd, ∴ ∠egb=∠efd.

∵ de=df, ∴ ∠e=∠efd,

∴ ∠e=∠egb,

∴ be=bg.

∵ be=cf, ∴ bg=cf.

∵ bg∥cd.

∴ ∠gba=∠acf,∠agb=∠afc.

在△agb和△afc中,

∴ △agb≌△afc.

∴ ab=ac.

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