内容正文:
28 全等的基本构造方法
在平面几何证明题中,添加辅助线是解题的关键,添加辅助线是沟通命题“条件”和“结论”的桥,辅助线的添置因题而异,变化万千,虽无一个通法可以遵循,但还是有一定的规律和常用的方法。只要我们知道添加辅助线其实就是为了“补图”和“转移条件”,辅助线添加的思路就清晰了。在不完整的图中构造出基本的几何图形(如三角形、平行四边形、圆、两个全等三角形、两个相似三角形等),利用它们的性质、定理创造出有利的条件,从而使题目得以证明。或者遇到不合理的条件,通过几何变换(平移、对称、旋转)转移部分条件,构造更熟悉的图形。当然,至于用哪种思路添加辅助线,就必须充分分析已知条件和所求证结论的关系了。
具体怎样添加辅助线,一般这由以下三方面决定:
⑴ 由已知决定:已知什么,作出什么,并为充分运用已知条件提供的性质定理添加辅助线。
⑵ 由所求决定:问什么,先要作什么。
⑶ 由条件集中的需要决定:为补全或构造几何关系十分明确的一个三角形、一个平行四边形、一个圆,或两个全等三角形、两个相似三角形而添加辅助线。
前面的引入不需要详细讲解,建议老师在授课时仔细看一看,本讲属于对知识的抽象总结,需要通过不同的辅助线案例让学员理解为何做辅助线,怎么做辅助线。
知识点一、构造熟悉的几何图形
知识讲解
辅助线常见做法:
连接、延长、截取、过某一点作平行线、作垂线、作角相等。
注意:
中考在辅助线描述中禁止出现:平移、旋转、对称的词汇。
在几何题中辅助线主要是通过尺规作图补全图形,在进入下一步的证明。所以在辅助线描述中,平移对称旋转明显不是通过尺规作图“直接”做出的。但有一个例外,作角等是可以接受的(考察机率很低)。
如果当地老师允许用平移、对称、旋转作为描述依据,因中考各地差异较大,尊重当地的教法。
常见几何图形:
1、完整的几何图形
2、常见全等模型
举个例子:如图所示,已知,探索图形中与,的关系,�请你加以说明.
法一:
法二:
法三:
经典例题
1.已知:如图,,,求证:平分.
小试牛刀
2.如图,,,求证:.
知识点二、借助辅助线转移条件
知识讲解
虽然有些图形通过简单的连接、截取、延长就能补全图形,但有一些题目,给出了不合适的条件:如三条线段共顶点,直角中包含了45度的尖角等。
很多题目中的条件用起来十分的“棘手”,这时我们就需要借助平移、旋转、对称的思想,对题目中条件进行转移了。
所以借助几何变换,是转移条件的主要做法。
此处需做出适当的解释,我们利用了旋转平移对称的思想构造辅助线,那辅助线描述要怎么写?
比如平移,我们可以通过做平行后证明平行四边形达到预期效果;
旋转,可以通过作边等或者角等,证明旋转全等后得出;
对称,可以通过作垂线后截取,构造出中垂线来得到。
经典例题
3.如图,中,,在上,在延长线上,若,求证:是的中点.
小试牛刀
4.如图,为等边内一点,,,,则的度数为( )
A. B. C. D.
知识点三、全等辅助线的构造基础
经典例题
5.如图,在中,,延长到,延长到,使,连、,若,求证:是等边三角形.
小试牛刀
6.如图,在中,,为上一点,在中,,.求证:
(1).
(2).
答案与解析
1.证明见解析.
解析: 连接,
∵,
∴,
∵,
∴,
∴,
在与中,,
∴≌(),
∴,
即平分.
2.证明见解析.
解析: 连接,
∵
∴和中,
和是直角三角形,
在和中,
∴≌
∴.
3.证明见解析.
解析: 过点作交于.
∵,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,,
∵,
∴,
在和中,,
∴≌,
∴,
∴是的中点.
过点作交的延长线于.
∵,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴
在和中,,
∴≌,∴,
∴是的中点.
分别过作的垂线,垂足分别为.
∵,
∴,
∵,
∴,
在和中,,
∴≌,
∴.
在和中,
,
∴≌,
∴,
∴是的中点.
4.C
解析: 连接,
在等边中,.
∵,
∴,
在和中,,
∴≌,
∴,
在和中,
,
∴≌,
∴,
∵,
∴.
故选.
5.证明见解析.
解析: 延长至,使,连,则≌,.
∵,
∴为等边三角形.
∴,
∴,
,
∴.
∴,故为等边三角形.
6.(1)证明见解析.
解析: 由三角形的外角性质,,
∵,
∴,
∴,
延长至,使,
则垂直平分,
∴,,
∴,,
在中,,
∴,
∴.
(2)证明见解析.
解析: 在和中,,
∴≌(),
∴,
∵,
∴.
2
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