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小专题(三) 添加辅助线证明三角形全等的常见题型
在几何解题中,常常需要添加辅助线构造全等三角形,添加辅助线常见类型有以下几种:(1)直接连线构造全等三角形;(2)倍长中线构造全等三角形;(3)作垂线段构造全等三角形;(4)截取法构造全等三角形;(5)延长法构造全等三角形.添加辅助线时要结合已知条件和图形,将已知条件转化到两个三角形中,根据全等三角形判定的方法,能证明两个三角形全等,真正起到“牵线搭桥”的作用.
类型1 直接连线构造全等三角形
1.如图,BA⊥AC,CD⊥DB,AC与BD相交于点O,AC=DB.求证:BA=CD.
证明:连接BC.
∵BA⊥AC,CD⊥DB,∴∠A=∠D=90°.
在Rt△ABC和Rt△DCB中,
∴△ABC≌△DCB(HL),∴BA=CD.
2.如图,AB=AD,BC=DC,E,F分别是DC,BC的中点.求证:AE=AF.
证明:连接AC.
在△ACD和△ACB中,
∴△ACD≌△ACB(SSS),∴∠ACE=∠ACF.
∵BC=DC,E,F分别是DC,BC的中点,∴CE=CF.
在△ACE和△ACF中,
∴△ACE≌△ACF(SAS),∴AE=AF.
类型2 倍长中线构造全等三角形
3.如图,在△ABC中,D为BC的中点.
(1)求证:AB+AC>2AD;
(2)若AB=5,AC=3,求AD的取值范围.
解:(1)延长AD至点E,使DE=AD,连接BE.
∵D为BC的中点,∴CD=BD.
又∵AD=ED,∠ADC=∠EDB,
∴△ADC≌△EDB,∴AC=BE.
∵AB+BE>AE,∴AB+AC>2AD.
(2)∵AB-BE<AE<AB+BE,
∴AB-AC<2AD<AB+AC.
∵AB=5,AC=3,∴2<2AD<8,∴1<AD<4.
4.如图,AB=AE,AB⊥AE,AD=AC,AD⊥AC,M为BC的中点,求证:DE=2AM.
证明:延长AM至点N,使MN=AM,连接BN.
∵M为BC的中点,∴BM=CM.
又∵AM=MN,∠AMC=∠NMB,∴△AMC≌△NMB(SAS),
∴AC=BN,∠C=∠NBM,
∴∠ABN=∠ABC+∠NBM=∠ABC+∠C=180°-∠BAC=∠EAD.
∵AD=AC,AC=BN,∴AD=BN.
又∵AB=AE,∴△ABN≌△EAD(SAS),
∴DE=AN.
又∵AM=MN,∴DE=2AM.
类型3 作垂线段构造全等三角形
5.如图,在△ABC中,∠C=90°,AD平分∠BAC交BC于点D,BD∶CD=2∶1,BC=7.8 cm,求点D到AB的距离.
解:过点D作DE⊥AB于点E.
∵AD平分∠BAC,∴∠CAD=∠BAD.
∵DE⊥AB,DC⊥AC,∴∠C=∠AED=90°.
∵AD=AD,∴△ACD≌△AED(AAS),
∴CD=DE.
又∵BD∶CD=2∶1,BC=7.8,∴DE=CD=2.6,
∴点D到AB的距离为2.6 cm.
类型4 截取法构造全等三角形
6.如图,AD是△ABC的角平分线,且AB>AC,E为AD上任意一点.
求证:AB-AC>EB-EC.
证明:在AB上截取AF=AC,连接EF.
∵AD是△ABC的角平分线,∴∠FAE=∠CAE.
在△AEF与△AEC中,
∴△AEF≌△AEC(SAS),
∴EF=EC,在△BEF中,EB-EF<BF,
而BF=AB-AF=AB-AC,
∴EB-EC<AB-AC,
即AB-AC>EB-EC.
7.如图,在四边形ABDE中,C是BD边的中点.若AC平分∠BAE,∠ACE=90°,猜想线段AE,AB,DE的长度满足的数量关系并证明.
解:AE=AB+DE.
理由:在AE上取一点F,使AF=AB,连接CF.
∵AC平分∠BAE,∴∠BAC=∠FAC.
在△ACB和△ACF中,
∴△ACB≌△ACF(SAS),
∴BC=FC,∠ACB=∠ACF.
∵C是BD边的中点,∴BC=CD,∴CF=CD.
∵∠ACE=90°,
∴∠ACB+∠DCE=90°,∠ACF+∠ECF=90°,
∴∠ECF=∠ECD.
在△CEF和△CED中,
∴△CEF≌△CED(SAS),∴EF=ED.
∵AE=AF+EF,∴AE=AB+DE.
类型5 延长法构造全等三角形
8.如图,在△ABC中,D为BC的中点,DE⊥DF分别交AB,AC于点E,F.求证:BE+CF>EF.
证明:延长ED至点G,使DG=DE,连接CG,FG.
∵DE⊥DF,∴∠GDF=∠EDF=90°.
∵DG=DE,DF=DF,
∴△EDF≌△GDF(SAS),∴EF=GF.
在△EDB与△GDC中,
∴△EDB≌△GDC(SAS),∴BE=CG.
在△FCG中,CG+CF>GF,即BE+CF>EF.
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