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专题05含辅助线证明题分类训练
(8种类型48道)
类型倍长中线
类型2半角模型
类型坚截长补短
类型4探究数量关系
含辅助线证明题分类训练
类型5作垂直
类型6角平分线相关辅助线
类型凹等边三角形相关辅助线
类型8含辅助线的最值问题
目目
类型01
倍长中线
1.某校七年级学习小组在探究三角形全等时,发现了下面这种典型的基本图形.
M
E
D
A
少
图①
图②
图③
(1)如图①,在ABC中,∠BAC=90°,AB=AC,直线1经过点A,BD1直线1,CE⊥直线1,垂足分别
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为D、E.可证得:DE、BD、CE的数量关系为-:
(2)组员小丽想,如果将图①中的直角变式为一般情况,那么结论是否成立呢?如图②,将(1)中的条件改
为:在ABC中,AB=AC,D、A、E三点都在直线I上,并且有∠BDA=LAEC=∠BAC=a,其中a为任
意钝角.请问(1)中的结论是否成立?若成立,请给出证明;若不成立,请说明理由:
(3)数学老师赞赏了他们的探索精神,并鼓励他们运用以上结论来解决问题:如图③,以ABC的边AB、
AC为腰向外作等腰直角△ABE和△ACG,其中∠BAE=∠CAG=90°,若AH⊥BC,垂足为点H,延长HA
交EG于点M.求证:点M是EG的中点.
2.【发现问题】
(1)数学活动课上,老师提出了如下问题:如图1,在ABC中,AB=8,AC=6,AD是ABC的中线,
求AD的取值范围.
【探究方法】第一小组经过合作交流,得到了如下的解决方法:①延长AD到E,使得DE=AD;②连接
BE,通过三角形全等把AB、AC、2AD转化在△ABE中;③利用三角形的三边关系可得AE的取值范围为
AB-BE<AE<AB+BE,从而得到AD的取值范围是
方法总结:解题时,条件中若出现“中点”、“中线”字样,可以考虑倍长中线构造全等三角形
【问题拓展】
(2)如图2,OA=0B,OC=0D,∠A0B与LCOD互补,连接AC、BD,E是AC的中点,试说明:
OE-2 BD,
(3)如图3,在(2)的条件下,若∠A0B=90°,延长EO交BD于点F,OF=3,OE=5,请求出△AOC
的面积.
B
D
B
图1
图2
图3
3.(1)阅读理解:为了进一步探究三角形中线的作用,数学兴趣小组合作交流时,小曲在组内做了如下尝
试:如图1,AD是ABC的中线,延长AD至点E,使DE=AD,连接BE.利用全等将边AC转化到BE.在
这个过程中小曲同学证三角形全等,用到的全等判定方法是-,另外他还得到了AC和BE的位置关系是-:
(2)间题解决:如图2,AD是ABC的中线,∠BAC=∠ACB,点Q在BC的延长线上,QC=AB,求证:
AO=2AD:
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(3)问题拓展:如图3,ABC中,AB=AC,∠BAC=90°,点D在线段CB上,连接AD,EA⊥AD,
∠ACE=LABD.若点F为CD中点,AF交BE于点G,求BE和AF的数量关系.
B
B
图2
图3
图1
4.方法探索
数学兴趣小组在活动时,老师提出了这样一个问题:
如图1,在ABC中,AB=9,AC=5,D是BC的中点,求BC边上的中线AD的取值范围.
D
图1
图2
(1)嘉嘉同学经过思考、探究发现可以添加辅助线构造全等三角形解决问题.延长AD到点E,使DE=AD,
连接BE,可以判定ADC≌EDB,得出AC=BE,这样就能把线段AB、AC、2AD集中在△ABE中,利
用三角形三边的关系,即可得出中线AD的取值范围,请你根据嘉嘉的思路写出完整解答过程问题解决
(2)由第(1)问方法的启发,请解决下面问题:
如图2,在ABC中,点D、E在BC上,且DE=DC,过E作EF∥AB与AD相交于点F,且EF=AC·求
证:AD平分∠BAC.
5.【综合与实践题】
【问题情境】补短法在解决线段的和、差、倍、分等问题中有着广泛的应用,具体的做法是将某条线段延长,
使之与某特定线段相等,再利用全等三角形的性质等有关知识来解决数学问题
例:如图①,在四边形ABCD中,AB∥DC,E是AD的中点,BE平分∠ABC,试判断BC,CD,AB之
间的等量关系。
小颖的方法:如图②,延长BE、CD的相交于点F,构造ABE≌DFE和等腰三角形BCF即可判断.
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①
②
【问题解决】(1)按照小颖的方法,判断BC,CD,AB之间的等量关系,并说明理由
【自主探究】(2)如图③,在ABC中,D是BC的中点,点E在AC上,连接BE交AD于点F,AE=EF,
试说明:AC=BF.
【拓展延伸】(3)如图④,在四边形ABDC中,AB∥CD,AB=5,CD=1.6,点F在AE上且满足
∠DFE=LBAE,SABE=SACE,求DF的长.
6.在通过构造全等三角形解决问题的过程中,有一种方法叫做倍长中线法:
D
B
E
图(1)
图(2)
图(3)
【问题解决】
(1)如图1,AD是ABC的中线,且AB>AC,延长AD至点E,使ED=AD,连接BE,可证得
△ADC≌△EDB,其中判定全等的依据为:-·
【问题应用】
(2)如图2,AD是ABC的中线,点E在BC的延长线上,AC平分∠DAE,∠E=∠BAD,试探究线段
AE与AD的数量关系.
【拓展延伸】
(3)如图3,AD是ABC的中线,AB=AE,AC=AF,∠BAE=∠FAC=90,试探究线段AD与EF的
数量关系和位置关系,并加以说明。
7.综合与实践
【问题重现】
义务教育教科书数学八年级上册《第十一章三角形》中我们学过了三角形中线的定义、画法、性质等.下
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面是一道关于三角形的中线有关问题:
如图1,CD是ABC的中线,AC=a,BC=b,求CD的取值范围.
问题解决思路:延长CD到E,使得DE=CD,连接BE,可证△EBD≌△CAD(相当于将aCAD绕点D顺时
针旋转180°得到△EBD,把BC,AC,2CD变换到△CBE中,利用三角形的三边关系可得
。-6<2CD<a+b,所以口-<CD<a+).根病上面信息。解决下面问题
【问题变式】
如图2,点D,E,F分别在ABC的边AB,BC,CA上,D是AB边上的中点,DE⊥DF,连接EF.
(1)求证:EF>AF-BE;
(2)当∠C=90°时,猜想线段EF,AF,BE之间的数量关系,并证明你的猜想;
【问题拓展】
(3)如图3,四边形ABCD中,∠ABC+∠CDA=180°,CB=CD,∠BCD=120°,点E,F分别在四边
形ABCD的边AB,AD上,且∠ECF=60°,连接EF,探索线段EF,FB,DE之间的数量关系并证明.
图1
图2
图3
目目
类型02
半角模型
8.在图1、图2,图3中,点E、F分别是四边形ABCD边BC、CD上的点;下面请你根据相应的条件解
决问题,
特例探索:
(1)在图1中,四边形ABCD为正方形(正方形四边相等,四个内角均为直角),LEAF=45°,延长CD至
G,使DG=BE,BE=2,DF=3.则EF=一·
在图2中,∠B=∠D=90°,AB=AD,∠BAD=60°,∠EAF=30°,BE=1,FD=1.5;则EF=
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G
B
B E
E
图1
图2
图3
归纳证明:(2)在图3中,∠B+∠D=180,AB=AD.且∠BAF=∠BAD,请你观察(1)中的结果,猪
想图3中线段BE,EF,FD之间的数量关系,用等式表示出来,并利用图3证明你发现的关系式。
9.【问题引领】
(1)问题1:如图1,在四边形ABCD中,CB=CD,∠B=∠ADC=90°,∠BCD=120°.E,F分别是AB,
AD上的点.且∠ECF=60°.探究图中线段BE,EF,,FD之间的数量关系
小王同学探究此问题的方法是,延长FD到点G,使DG=BE,连接CG,先证明△CBE≌aCDG,再证明
△CEF≌△CGF,他得出的正确结论是
D
、G
E
C
图1
图2
图3
【探究思考】
(2)问题2:如图2,若将问题1的条件改为:四边形ABCD中,CB=CD,∠ABC+∠ADC=180°,
∠ECF=!∠BCD,问题1的结论是否仍然成立?请说明理由.
2
【拓展延仲】
(3)问题3:如图3在问题2的条件下,若点E在AB的延长线上,点F在DA的延长线上,则问题2的结
论是否仍然成立?若不成立,猜测此时线段BE、DF、EF之间存在什么样的等量关系?并说明理由.
10.【问题发现】
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G
D
D
A
E
B
E
图1
图2
图3
(1)如图1,在四边形ABCD中,AB=AD,LB=∠ADC=90°,E、F分别是BC、CD上的点,且
EF=BE+FD,试猜想图中∠BAD与∠EAF的数量关系.
小王同学解决此问题的方法是:延长FD到点G,使DG=BE.连接AG,先证明△ABE≌△ADG,再证明
△AEF≌△AGF,可得出结论,他的结论应是一;
【问题探究】
(2)如图2,在四边形ABCD中,AB=AD,∠B+∠D=180°.E、F分别是BC、CD上的点,且
EF=BE+FD,试探究∠BAE、∠FAD、∠EAF之间的数量关系,并说明理由:
【拓展延伸】
(3)如图3,在四边形ABCD中,∠ABC+∠ADC=180°,AB=AD,若点E在CB的延长线上,点F在CD的
延长线上,如图3所示,仍然满足EF=BE+FD,请写出∠BAD与∠EAF的数量关系,并说明理由.
11.(1)如图①,在四边形ABCD中,AB=AD,∠B=∠D=90°,E,F分别是边BC,CD上的点,且
∠BF=BAD.请直接写出线段EF,BE,FD之间的数量关系:一:
(2)如图②,在四边形ABCD中,AB=AD,∠B+∠D=180°,E,F分别是边BC,CD上的点,且
∠BF=∠BAD,(1)中的结论是否仍然成立?请写出证明过程,
(3)在四边形ABCD中,AB=AD,∠B+∠D=180°,E、F分别是边BC,CD延长线上的点,且
∠EAF=∠BAD,请直接写出线段EF,BE,FD之间的数量关系:
E
图①
图②
备用图
12.如图,在Rt△ABC中,∠ABC=90°,将Rt△ABC沿着斜边AC翻折得到RtAADC,点E、F分别是射线
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CB、射线DC上的点,且∠EAF=
-DAB.
M
D
图1
图2
(1)初步探索:如图1,点F在线段DC上,试探究线段BE、DF、EF之间的数量关系,
小华同学探究此问题的思路是:延长CD至点M,使得DM=BE,连接AM,先证明△ADM≌△ABE,再证
明△MAF≌△EAF,请你根据该思路探究BE、DF、EF之间的数量关系,并说明理由;
(2探索延伸:如图2,点F在线段DC的延长线上,BE、DF、EF之间的数量关系是_
(3)灵活运用:在Rt△ABC中,若AB=6,BC=8,AC=10,DC=3CF,则△CEF的周长为-·
13.问题探究:(1)如图1,在四边形ABCD中,AB=AD,AB⊥CB,AD⊥CD,E,F分别是BC,CD上
的点,且∠E4-DB,探究图中EP,8E,DF之间的数量关系.小明同学深究此问题的方法是:延长
CB到点G,使BG=DF,连接AG,先对比△ABG与△ADF的关系,再对比△AEF与△AEG的关系,可得
出EF、BE、DF之间的数量关系,请问:他的结论是-;并对此问题给出完整解题过程
理解运用:(2)已知:在四边形ABCD中,AB=AD,∠ABC+∠ADC=I80°,点E、点F分别在直线BC、
直线CD上,且∠EAF=∠BAD,如图2,点E、点F分别在边CB、DC的延长线上:如图3,点E、点F
分别在边BC、CD的延长线上.请从图2和图3中任选一种,写出线段EF、BE、FD之间的数量关系,
并说明理由
拓展延伸:(3)如图4,在四边形ABCD中,∠ABC+∠ADC=I80°,AB=AD,若点F在CB的延长线上,
点E在CD的延长线上,若EF=BF+DE,请直接写出∠EAF与∠DAB的数量关系,
B
图1
图2
图3
图4
14.已知,在四边形ABCD中,AB=AD,∠B+∠ADC=180°,E、F分别是边BC、CD上的点,且
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1
∠EMF=2∠BAD.
A
E
B E
图1
图2
图3
(1)为探究上述问题,小王同学先画出了其中一种特殊情况,即如图1,当∠B=∠ADC=90°时.
小王同学探究此问题的方法是:延长FD到点G,使DG=BE,连接AG.
请你在图1中添加上述辅助线,并补全下面的思路.
小明的解题思路:先证明△ABE≌一;再证明了△AEF≌一,即可得出BE,EF,FD之间的数量
关系为一
(2)请你借鉴小王的方法探究图2,当∠B+∠ADC=180°时,上述结论是否依然成立,如果成立,请证明你的
结论,如果不成立,请说明理由.
(B)如图3,若E、F分别是边BC、CD延长线上的点,其他已知条件不变,此时线段EF,BE,FD之间
的数量关系为·(不用证明)
15,刻图1,右四边形ACD中,AB=AD,点E,点F分别在边BC,CD上,已知∠E1F=D1B,
∠ABC+∠ADC=180°.
D
D
E
B
B
E
F
图1
图2
(1)求证:EF=BE+DF;
(2)如图2,若点E,点F分别在边CB,DC的延长线上,其它条件不变,(1)中的结论还成立吗?若成立,
请写出证明过程;若不成立,请写出新的结论,并说明理由.
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目目
类型03
截长补短
16.如图,在ABC中,∠BAC=2LB,CD平分∠ACB交AB于点D.求证:AC+AD=BC.
B
17.如图,在Rt△ABC中,LBAC=90°,∠ABC=60°,∠BAC与∠ACB的平分线AD,CE交于点O.
E
B
(1)求∠A0E的度数;
(2)求证:AC=AE+CD.
18.如图,ABC为等腰直角三角形,∠ACB=90°,直线1经过点A且绕点A在ABC所在平面内转动,
作BD⊥I,CE⊥,D,E为垂足
D
B
图①
图②
图③
(1)如图①,求证:DA+DB=2DE;
(2)在图②和图③中,(1)的结论是否成立?若成立,请说明理由;若不成立,直接写出DE,DA,DB三条线
段的数量关系.
19.如图,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,∠BAC的角平分线AD交BC于D,交∠ABC的角平分线于E,
过点E作EF⊥AE,交AC于点F,求证:AF+BD=AB.
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(8种类型48道)
类型倍长中线
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类型坚截长补短
类型4探究数量关系
含辅助线证明题分类训练
类型5作垂直
类型6角平分线相关辅助线
类型凹等边三角形相关辅助线
类型8含辅助线的最值问题
目目
类型01
倍长中线
1.某校七年级学习小组在探究三角形全等时,发现了下面这种典型的基本图形.
M
E
D
A
少
图①
图②
图③
(1)如图①,在ABC中,∠BAC=90°,AB=AC,直线1经过点A,BD1直线1,CE⊥直线1,垂足分别
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为D、E.可证得:DE、BD、CE的数量关系为-;
(2)组员小丽想,如果将图①中的直角变式为一般情况,那么结论是否成立呢?如图②,将(1)中的条件改
为:在ABC中,AB=AC,D、A、E三点都在直线I上,并且有∠BDA=LAEC=∠BAC=a,其中a为任
意钝角.请问(1)中的结论是否成立?若成立,请给出证明;若不成立,请说明理由:
(3)数学老师赞赏了他们的探索精神,并鼓励他们运用以上结论来解决问题:如图③,以ABC的边AB、
AC为腰向外作等腰直角△ABE和△ACG,其中∠BAE=∠CAG=90°,若AH⊥BC,垂足为点H,延长HA
交EG于点M.求证:点M是EG的中点.
【答案】(1)DE=BD+CE
(2)(1)中的结论成立,理由见解析
(3)证明见解析
【详解】(1)解:DE、BD、CE的数量关系为:DE=BD+CE,理由如下:
如图1所示:
B
D
图①
:BD⊥l,CE⊥l,
∠BDA=∠AEC=90°,
∠1+∠2=90°,
在ABC中,∠BAC=90°,
.∠1+∠3=90°,
∠2=∠3,
AB=AC,
·△ABD≌△CAE(AAS),
∴BD=AE,AD=CE,
.DE AE+AD BD CE
故答案为:DE=BD+CE;
(2)解:(1)中的结论成立,证明如下:
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如图2所示:
B
C3
D
A
E
图②
:∠BDA=∠AEC=∠BAC=a,AB=AC,
∠1+∠3=180°-∠BAC=180°-a,
在△ABD中,∠1+∠2=180°-∠BDA=180°-a,
∠2=∠3,
:∠BDA=∠AEC=a,AB=AC,
.△ABD≌aCAE(AAS,
.BD=AE,AD=CE,
.DE=AE+AD =BD +CE
(3)解:证明:过点E作EN∥AG,交AM的延长线于点N,如图3所示:
G
M
H
图③
:△ABE和△ACG都是等腰直角三角形,且∠BAE=∠CAG=90°,
.AB=AE,AC=AG,
:AH⊥BC,
∠ABC+∠HAB=90°,
:∠BAE=90°,
LHAB+∠EAN=90°,
∠ABC=∠EAN,
:∠BAE=∠CAG=90°,
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∠BAC+∠EAG=180°,
:EN∥AG,
∠AEN+∠EAG=180°,
∴∠BAC=∠AEN,
:△ABC≌△EAN(ASA),
.AC =EN,
AC=AG,
.EN =AG,
:EN∥AG,
∴∠N=∠MAG,∠MEN=∠MGA,
△EMN≌AGMA(ASA),
.EM =GM,
点M是EG的中点,
2.【发现问题】
(1)数学活动课上,老师提出了如下问题:如图1,在ABC中,AB=8,AC=6,AD是ABC的中线,
求AD的取值范围,
【探究方法】第一小组经过合作交流,得到了如下的解决方法:①延长AD到E,使得DE=AD;②连接
BE,通过三角形全等把AB、AC、2AD转化在△ABE中;③利用三角形的三边关系可得AE的取值范围为
AB-BE<AE<AB+BE,从而得到AD的取值范围是
方法总结:解题时,条件中若出现“中点”、“中线”字样,可以考虑倍长中线构造全等三角形
【问题拓展】
(2)如图2,OA=0B,OC=OD,∠A0B与∠COD互补,连接AC、BD,E是AC的中点,试说明:
OE=BD:
2
(3)如图3,在(2)的条件下,若∠A0B=90°,延长EO交BD于点F,OF=3,OE=5,请求出△AOC
的面积.
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B
δ
E
B
图1
图2
图3
【答案】(1)1<AD<7;(2)见解析;(3)15
【分析】本题考查了倍长中线型全等问题,正确作出辅助线是解题关键。
(1)根据提示证ADC≌EDB即可求解;
(2)延长OE至点H,使得HE=OE,先证△CEH≌△AEO(SAS),再证△BOD≌aHCO(SAS),可得
OE=1OH=1BD:
2
(3)由(2)得△B0D≌△HC0,ACEH≌△AE0,可得BD=0H=20E=10,SBOn=SHco,SHcE=S40E,
进而可得SHco=SAoc=Sop,再证OF⊥BD,即可求解.
【详解】(1)解::AD是ABC的中线,
BD =CD
又:∠BDE=∠CDA,DE=AD,
·△ADC≌△EDB(SAS,
·BE=AC=6,
AB-BE AE AB+BE,
:8-6<AE<8+6,
2<2AD<14,
1<AD<7,
故答案为:1<AD<7;
(2)证明:延长OE至点H,使得HE=OE,连接CH,如图所示:
D
H.3
E是AC的中点,
·CE=AE,
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又:∠CEH=∠AEO,HE=OE,
:△CEH≌△AEO(SAS,
·CH=A0=OB,∠HCE=∠OAE,
:A0∥CH,
:∠HC0+∠A0C=180°,
:∠AOB与∠COD互补,
:LA0B+∠C0D=180°,
·∠B0D+∠A0C=180°,
·∠B0D=∠HC0,
又:OD=C0,CH=0B,
:aBOD≌△HCO(SAS),
:OH =BD,
:OE-O-RD
2
(3)如图,
D
H.
B
由(2)得△B0D≌△HC0,△CEH≌△AE0,
BD=0H =20E=10,S BOD =S HCO,S HCE =S A0E,
S HCE+S CEO=S AOE+S CEO
S HCO =S 40C =S BOD,
:∠A0B=90°,∠A0B+∠C0D=180°,
·∠C0D=90°,
∠C0E+∠D0F=90°,
“∠COE=LD,
:∠D+LD0F=90°,
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:OF⊥BD,
:S.oc=S.BOD=
DxOF10x315
3.(1)阅读理解:为了进一步探究三角形中线的作用,数学兴趣小组合作交流时,小曲在组内做了如下尝
试:如图1,AD是ABC的中线,延长AD至点E,使DE=AD,连接BE,利用全等将边AC转化到BE.在
这个过程中小曲同学证三角形全等,用到的全等判定方法是-,另外他还得到了AC和BE的位置关系是-;
(2)问题解决:如图2,AD是ABC的中线,∠BAC=∠ACB,点?在BC的延长线上,QC=AB,求证:
A0=2AD:
(3)问题拓展:如图3,ABC中,AB=AC,∠BAC=90°,点D在线段CB上,连接AD,EA⊥AD,
LACE=LABD.若点F为CD中点,AF交BE于点G,求BE和AF的数量关系.
D
E
图2
图3
图1
【答案】(1)SAS;AC∥BE;(2)见解析;(3)BE=2AF
【详解】解:(1):AD是ABC的中线,
.BD=CD,
在△ADC和△EDB中,
AD=ED
∠ADC=∠EDB,
BD=CD
△ADC≌EDB (SAS),
∠CAD=∠E,
.AC∥BE,
故答案为:SAS;AC∥BE;
(2)证明:如图所示,延长AD至点E,使DE=AD,
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图2
同(1)可得△ACD≌△EBD
.AC=EB,∠ACD=∠EBD,
AC∥BE,
∠BAC+∠ABE=180°,
:∠ACB+∠ACQ=180°,∠BAC=∠ACB,
∴∠ABE=∠ACQ,
在△ABE和△ACQ中,
AC=BE
∠ACQ=∠ABE,
OC=AB
.△ABE≌△4CO(SAS,
.AO=AE=2AD:
(3)解:如图所示,延长AF至点H,使FH=AF,
图3
H
由(1)可得△ADF≌△HCF,
∴AD=CH,∠DAF=∠CHF,
AD∥CH,
:∠BAC=90°,EA⊥AD,
∠DAE=90°,
∠BAC-∠DAC=∠DAE-∠DAC,即∠BAD=LCAE,
在△ABD和△ACE中,
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∠ACE=∠ABD
∠BAD=∠CAE,
AB=AC
∴△ABD≌△ACE(AAS,
AD AE,
.CH AE,
设∠BAD=∠CAE=,
.∠DAC=90°-a,
:AD∥CH,
.∠ACH=90°+Q=∠BAC+∠CAE=∠BAE,
在△BAE和△ACH中,
BA=AC
∠BAE=∠ACH,
AE=CH
:.△BAE≌△4CH (SAS),
∴BE=AH=2AF.
4.方法探索
数学兴趣小组在活动时,老师提出了这样一个问题:
如图1,在ABC中,AB=9,AC=5,D是BC的中点,求BC边上的中线AD的取值范围.
B
D
图1
图2
(1)嘉嘉同学经过思考、探究发现可以添加辅助线构造全等三角形解决问题.延长AD到点E,使DE=AD,
连接BE.可以判定ADC≌EDB,得出AC=BE,这样就能把线段AB、AC、2AD集中在△ABE中,利
用三角形三边的关系,即可得出中线AD的取值范围,请你根据嘉嘉的思路写出完整解答过程问题解决
(2)由第(1)问方法的启发,请解决下面问题:
如图2,在ABC中,点D、E在BC上,且DE=DC,过E作EF∥AB与AD相交于点F,且EF=AC.求
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证:AD平分∠BAC.
【答案】(1)见解析
(2)见解析
【详解】(1)解:D是BC的中点,
:BD CD,
B
E
在△ADC和△EDB中,
AD=DE
∠ADC=∠EDB,
BD=CD
△ADC≌△EDB(SAS),
∴BE=AC=5,
在△ABE中,
AB-BE AE<AB+BE,
即9-5<2AD<9+5,
:中线AD的取值范围是:2<AD<7;
(2)证明:延长AD到点M,使MD=AD,连接EM.
B
D
M
在△ADC与AMDE中,
AD=MD
∠ADC=∠MDE,
DC=DE
:△ADC≌△MDE,
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