内容正文:
[答案 P14]
利用“截长补短法”构造全等三角形
方法指导:截长补短法的具体做法:在某一条线段上截取一条线段与特定线段相等,或将某条线段延长,使之与特定线段相等,再利用全等三角形的性质加以说明.这种方法适用于证明线段的和、差、倍、分等关系.
1.如图,在△ABC中,∠B=2∠C,AD是∠BAC的平分线.求证:AC=AB+BD.
1题图
证明:如答图,在AC上截取AE=AB,连接DE.
∵AD是∠BAC的平分线,
∴∠EAD=∠BAD.
在△AED和△ABD中,
∴△AED≌△ABD(SAS),
∴ED=BD,∠AED=∠B.
1题答图
∵∠B=2∠C,
∴∠AED=2∠C.
又∵∠AED为△CED的外角,
∴∠AED=∠C+∠EDC,
∴∠C=∠EDC,
∴EC=ED,∴EC=BD,
∴AC=AE+EC=AB+BD.
2.如图,AB∥CD,CE,BE分别是∠BCD和∠CBA的平分线,点E在AD上,求证:BC=AB+CD.
2题图
证明:如答图,在BC上取点F,
使BF=BA,连接EF.
∵BE,CE分别是∠ABC和∠BCD的平分线,
∴∠1=∠2,∠3=∠4.
在△ABE和△FBE中,
∴△ABE≌△FBE(SAS),∴∠A=∠5.
∵AB∥CD,∴∠A+∠D=180°,∴∠5+∠D=180°.
2题答图
又∵∠5+∠6=180°,∴∠6=∠D.
在△CDE和△CFE中,
∴△CDE≌△CFE(AAS),
∴CF=CD,
∴BC=BF+CF=AB+CD.
利用“角平分线”构造全等三角形
方法指导:因为角平分线本身已经具备全等三角形的三个条件中的两个(角相等和公共边相等),故在处理角平分线问题时,常作以下辅助线构造全等三角形:
(1)在角的两边截取两条相等的线段;
(2)过角平分线上的一点作角两边的垂线段.
3.如图,在△ABC中,BE是角平分线,AD⊥BE,垂足为D,求证:∠2=∠1+∠C.
3题图
证明:如答图,延长AD交BC于点F.
∵AD⊥BE,
∴∠ADB=∠FDB=90°.
∵BE是角平分线,
∴∠ABD=∠FBD.
在△ABD和△FBD中,
3题答图
∴△ABD≌△FBD(ASA),
∴∠2=∠AFB.
又∵∠AFB=∠1+∠C,
∴∠2=∠1+∠C.
4.如图,在△ABC中,AB=AC,∠BAC=90°,CD平分∠ACB,BE⊥CD,垂足E在CD的延长线上,试探究线段BE和CD的数量关系,并证明你的结论.
4题图
解:CD=2BE.理由如下:
如答图,延长BE交CA的延长线于点F.
∵CD平分∠ACB,∴∠FCE=∠BCE.
∵BE⊥CD,∴∠CEB=∠CEF=90°.
在△CEF和△CEB中,
4题答图
∴△CEF≌△CEB(ASA),
∴FE=BE.
∵∠DAC=∠CEF=90°,
∴∠ACD+∠F=∠ABF+∠F=90°,
∴∠ACD=∠ABF.
在△ACD和△ABF中,
∴△ACD≌△ABF(ASA),
∴CD=BF,∴CD=2BE.
5.如图,点P为定角∠AOB的平分线上的一个定点,且∠MPN与∠AOB互补.若∠MPN在绕点P旋转的过程中,其两边分别与OA,OB相交于M,N两点,求证:PM=PN.
5题图
证明:过点P作PE⊥OA于点E,
PF⊥OB于点F,如答图.
∴∠PEO=∠PFO=90°,
∴∠EPF+∠AOB=180°.
∵∠MPN+∠AOB=180°,
∴∠EPF=∠MPN,
∴∠EPM=∠FPN.
∵OP平分∠AOB,
5题答图
PE⊥OA,PF⊥OB,
∴PE=PF.
在△PEM和△PFN中,
∴△PEM≌△PFN(ASA),
∴PM=PN.
利用“倍长中线法”构造全等三角形
方法指导:将中线延长一倍,然后利用“SAS”判定三角形全等.
6.如图,AB=AE,AB⊥AE,AD=AC,AD⊥AC,点M为BC的中点,求证:DE=2AM.
6题图
证明:如答图,延长AM至点N,使MN=AM,连接BN.
∵点M为BC的中点,
∴CM=BM.
在△AMC和△NMB中,
∴△AMC≌△NMB(SAS),
6题答图
∴AC=BN,∠C=∠NBM.
∵AB⊥AE,AD⊥AC,
∴∠EAB=∠DAC=90°,
∴∠EAD+∠BAC=180°,
∴∠ABN=∠ABC+∠NBM
=∠ABC+∠C
=180°-∠BAC=∠EAD.
在△EAD和△ABN中,
∴△EAD≌△ABN(SAS),
∴DE=AN=2AM.
7.如图,已知CD=AB,∠BAD=∠BDA,AE是△ABD的中线.求证:AC=2AE.
7题图
证明:延长AE至点F,使EF=AE,
连接BF,如答图.
∵AE是△ABD的中线,
∴BE=DE.
在△ADE和△FBE中,
7题答图
∴△ADE≌△FBE(SAS),
∴BF=DA,∠FBE=∠ADE.
∵∠ABF=∠ABD+∠FBE,
∴∠ABF=∠ABD+∠ADB=∠ABD+∠BAD=∠ADC.
在△ABF和△CDA中,
∴△ABF≌△CDA(SAS),
∴AC=AF.
∵AF=2AE,
∴AC=2AE.
8.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.
8题图
(1)证明:如答图,延长AD到点E,使DE=AD,连接BE.
∵D为BC的中点,∴DB=CD.
在△ADC和△EDB中,
∴△ADC≌△EDB(SAS),
∴AC=BE.
在△ABE中,AB+BE>AE,
8题答图
∵AE=2AD,
∴AB+AC>2AD.
(2)解:∵AB=5,AC=3,
∴5-3<2AD<5+3,
∴1<AD<4.
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