内容正文:
专题09 全等三角形常见辅助线作法
一、解答题
1.阅读材料,解答下列问题.
如图1,已知△ABC中,AD 为中线.延长AD至点E,使 DE=AD.在△ADC和△EDB中,AD=DE,∠ADC=∠EDB,BD=CD,所以,△ACD≌△EBD,进一步可得到AC=BE,AC//BE等结论.
在已知三角形的中线时,我们经常用“倍长中线”的辅助线来构造全等三角形,并进一步解决一些相关的计算或证明题.
解决问题:如图2,在△ABC中,AD是三角形的中线,点F为AD上一点,且BF=AC,连结并延长BF交AC于点E,求证:AE=EF.
2.(1)方法学习:数学兴趣小组活动时,张老师提出了如下问题:如图1,在△ABC中,AB=8,AC=6,求BC边上的中线AD的取值范围.小明在组内经过合作交流,得到了如下的解决方法(如图2),
①延长AD到M,使得DM=AD;
②连接BM,通过三角形全等把AB、AC、2AD转化在△ABM中;
③利用三角形的三边关系可得AM的取值范围为AB﹣BM<AM<AB+BM,从而得到AD的取值范围是 ;
方法总结:上述方法我们称为“倍长中线法”.“倍长中线法”多用于构造全等三角形和证明边之间的关系.
(2)请你写出图2中AC与BM的数量关系和位置关系,并加以证明.
(3)深入思考:如图3,AD是△ABC的中线,AB=AE,AC=AF,∠BAE=∠CAF=90°,请直接利用(2)的结论,试判断线段AD与EF的数量关系,并加以证明.
3.阅读下列材料,完成相应任务.
数学活动课上,老师提出了如下问题:
如图1,已知中,是边上的中线.
求证:.
智慧小组的证法如下:
证明:如图2,延长至,使,
∵是边上的中线∴
在和中
∴(依据一)∴
在中,(依据二)
∴.
任务一:上述证明过程中的“依据1”和“依据2”分别是指:
依据1:______________________________________________;
依据2:______________________________________________.
归纳总结:上述方法是通过延长中线,使,构造了一对全等三角形,将,,转化到一个三角形中,进而解决问题,这种方法叫做“倍长中线法”.“倍长中线法”多用于构造全等三角形和证明边之间的关系.
任务二:如图3,,,则的取值范围是_____________;
任务三:如图4,在图3的基础上,分别以和为边作等腰直角三角形,在中,,;中,,.连接.试探究与的数量关系,并说明理由.
4.阅读下面材料,完成(1)-(3)题.
数学课上,老师出示了这样一道题:
如图,△ABC中,D为BC中点,且AD=AC,M为AD中点,连结CM并延长交AB于N.
探究线段AN、MN、CN之间的数量关系,并证明.
同学们经过思考后,交流了自己的想法:
小明:“通过观察和度量,发现线段AN、AB之间存在某种数量关系.”
小强:“通过倍长不同的中线,可以得到不同的结论,但都是正确的,大家就大胆的探究吧.”
小伟:“通过构造、证明相似三角形、全等三角形,就可以将问题解决.”
......
老师: “若其他条件不变,设AB=a,则可以用含a的式子表示出线段CM的长.”
(1)探究线段AN、AB之间的数量关系,并证明;
(2)探究线段AN、MN、CN之间的数量关系,并证明;
(3)设AB=a,求线段CM的长(用含a的式子表示).
5.在利用构造全等三角形来解决的问题中,有一种典型的利用倍延中线的方法,例如:在△ABC中,AB=8,AC=6,点D是BC边上的中点,怎样求AD的取值范围呢?我们可以延长AD到点E,使AD=DE,然后连接BE(如图①),这样,在△ADC和△EDB中,由于,∴△ADC≌△EDB,∴AC=EB,接下来,在△ABE中通过AE的长可求出AD的取值范围.
请你回答:
(1)在图①中,中线AD的取值范围是 .
(2)应用上述方法,解决下面问题
①如图②,在△ABC中,点D是BC边上的中点,点E是AB边上的一点,作DF⊥DE交AC边于点F,连接EF,若BE=4,CF=2,请直接写出EF的取值范围.
②如图③,在四边形ABCD中,∠BCD=150°,∠ADC=30°,点E是AB中点,点F在DC上,且满足BC=CF,DF=AD,连接CE、ED,请判断CE与ED的位置关系,并证明你的结论.
6.(1)阅读理解:课外兴趣小组活动时,老师提出了如下问题:
在△ABC中,AB=9,AC=5,求BC边上的中线AD的取值范围.
小明在组内经过合作交流,得到了如下的解决方法(如图1):
①延长AD到Q,使得DQ=AD;
②再连接BQ,把AB、AC、2AD集中在△ABQ中;
③利用三角形的三边关系可得4<AQ<14,则AD的取值范围是_____