内容正文:
数 学
河北
二轮专项突破
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小专题培优3 常见的构造全等三角形的方法
一、小专题培优
图示及条件
D是BC的中点
D是BC的中点
辅助线作法 思路一 思路二 思路三
辅助线作法 延长AD到点E,使DE=AD,连接BE 作CF⊥AD于点F,作BE⊥AD交AD的延长线于点E 在AB上任取一点M,连接MD并延长到点N,使DN=MD,连接CN 延长ED到点F,使DF=ED,连接CF
结论 △ADC≌ △CDF≌ △BMD≌ △BED≌
△EDB
△BDE
△CND
△CFD
例1 如图,D是BC的中点,点E在AD上,∠BED=∠CAD.
(1)求证:BE=AC;
证明:延长AD到点G,使得DG=AD,连接BG.
∵D是BC的中点,∴BD=CD.
又∵∠1=∠2,
∴△BDG≌△CDA(SAS),
∴BG=CA,∠G=∠A.
又∵∠BED=∠CAD,
∴∠G=∠BED,
∴BE=BG,∴BE=AC.
(2)如图2,延长BE交AC于点F,若EF=2,求AF的长.
解:延长AD到点G,使得DG=AD,连接BG.
由(1)可知∠G=∠A,∠3=∠G,
∴∠3=∠A.
又∵∠3=∠4,
∴∠4=∠A,
∴AF=EF=2.
针对训练1 如图,在△ABC中,AC=5,BC=13,D为AB的中点,
DC⊥AC,求△ABC的面积.
解:延长CD到点T,使得DT=CD,连接BT.
∵BD=AD,∠ADC=∠BDT,
∴△ADC≌△BDT,
∴BT=AC=5,∠T=∠ACD=90°,
∴CT= =12,
∴S△ABC=S△ADC+S△BDC=S△CBT= BT·CT=30.
图示及
条件
E是线段AD的中点
E是线段AD的中点,AB∥DF
辅助线
作法 过点A作AF∥CD交BC于点F 延长BE交DF于点C
结论 △CED≌ △ABE≌
△FEA
△DCE
例2 如图,在△ABC中,AB=AC,点E在AB上,点F在AC的延长线
上,BE=CF,连接EF交BC于点D. 求证:DE=DF.
证明:解法1:如解图1,过点E作EG∥AC交BD于点G.
解图1
∵AB=AC,
∴∠B=∠ACB.
∵EG∥AC,
∴∠EGB=∠ACB=∠EBG,
∴BE=EG=CF.
∵EG∥CF,
∴∠DEG=∠DFC,∠DGE=∠DCF,
∴△DEG≌△DFC(ASA),∴DE=DF.
解法2:如解图2,过点E作EH∥BC交AC于点H.
解图2
∵AB=AC,
∴∠B=∠ACB.
∵EH∥BC,
∴∠AEH=∠B,∠AHE=∠ACB,
∴∠AEH=∠AHE,∴AE=AH,
∴AB-AE=AC-AH,即BE=CH.
∵BE=CF,∴CF=CH.
∵EH∥BC,
∴由平行线分线段成比例,可知DE=DF.
针对训练2 如图,在四边形ABCD中,AB∥CD,E是AD边的中点.若
CE平分∠BCD,AB=2,CD=5,求BC的长.
解:如解图,延长CE,BA交于点F.
∵AB∥CD,∴∠1=∠F.
∵CE平分∠BCD,∴∠1=∠2,
∴∠2=∠F,∴BC=BF.
在△AFE和△DCE中,
∴△AFE≌△DCE,∴AF=DC=5,
∴BC=BF=AB+AF=7.
针对训练3 如图,在△ABC中,AC=BC,D,E分别是边AC,AB上
的点,连接DE并延长,交CB的延长线于点F,DG⊥AB于点G. 若DE
=EF,求证:EG= AB.
证明:过点D作DH∥BC于点H,
则∠DHE=∠FBE,∠HDE=∠BFE.
又∵DE=EF,
∴△DHE≌△FBE,
∴HE=BE.
∵AC=BC,
∴∠A=∠ABC.
∵DH∥BC,
∴∠AHD=∠ABC,
∴∠A=∠AHD,∴DA=DH,
∴△ADH是等腰三角形.
∵DG⊥AB,
∴由等腰三角形三线合一,得AG=GH,
∴AG+BE=GH+HE=EG.
∵AG+EG+BE=AB,
∴EG= AB.
图示及
条件 AD平分∠BAC
辅助线
作法 思路一:截长 思路二:补短
在AC上截取AE,使AE=AB,连接DE 延长AB 至点F,使AF=AC,连接DF
结论 △ABD≌ △ACD≌
△AED
△AFD
解读 (1)“截长补短法”是证明线段或角的“和差倍分”问题的常用
方法;
(2)把几条线段间的数量关系转化为两条线段的等量关系
例3 如图,在△ABC中,∠A=2∠B,CD平分∠ACB,AD=2,AC=
3,求BC的长.
在△ACD和△ECD中,
∴△ACD≌△ECD(SAS),
∴AD=ED,∠A=∠DEC.
∵∠A=2∠B,∴∠DEC=2∠B.
∵∠DEC=∠B+∠EDB,∴∠B=∠EDB,
∴△BDE是等腰三角形,∴AD=DE=BE=2.
∵EC=AC=3,
∴BC=BE+CE=2+3=5.
解:解法1(截长):如解图1,在BC上截取CE,使得CE=CA,连接DE.
解图1
解法2(补短):如解图2,延长CA到点E,使得CE=CB,连接DE.
解图2
∵CD平分∠ACB,∴∠1=∠2.
又∵CD=CD,CB=CE,
∴△CDB≌△CDE,
∴∠B=∠E.
∵∠BAC=2∠B,
∴∠BAC=2∠E.
又∵∠BAC=∠3+∠E,∴∠3=∠E,
∴AE=AD=2.
又∵AC=3,∴CE=AC+AE=5,
∴BC=5.
针对训练4 如图,在△ABC中,AB>AC,∠1=∠2,P为AD上任意一点(不与点A,D重合),则AB-AC PB-PC. (填“> ”“< ”或“=”)
>
【解析】解法1(截长):如解图1,在AB上截取AE,使AE=AC,连接PE,在△AEP和△ACP中, ∴△AEP≌△ACP(SAS),∴PE=PC. 在△PBE中,BE>PB-PE,即AB-AC>PB-PC.
解图1
解图2
解法2(补短):如解图2,延长AC至点M,使AM=AB,连接PM. 在△ABP和△AMP中, ∴△ABP≌△AMP(SAS),∴PB=PM. 在△PCM中,CM>PM-PC,即AB-AC>PB-PC.
针对训练5 如图,在△ABC中,已知AD是∠BAC的平分线,且AB=AC+CD,若∠BAC=60°,求∠B的度数.
解:解法1(截长):如解图1,在AB上截取AM=AC,连接DM.
∵AD是∠BAC的平分线,∴∠CAD=∠MAD.
又∵AC=AM,AD=AD,∴△ACD≌△AMD,
∴CD=MD,∠C=∠AMD.
又∵AB=AC+CD,∴AB=AM+MD,
∴BM=MD,∴∠B=∠MDB.
∵∠AMD=∠B+∠MDB,∴∠C=∠AMD=2∠B.
∵∠BAC=60°,∴∠B+∠C=180°-∠BAC=120°,∴∠B=40°.
解图1
解法2(补短):如解图2,延长AC至点N,使得AN=AB,连接DN.
∵AD是∠BAC的平分线,∴∠BAD=∠NAD.
又∵AB=AN,AD=AD,
∴△ABD≌△AND,∴∠B=∠N.
∵AB=AN=AC+CN,AB=AC+CD,
∴CN=CD,∴∠CDN=∠N,
∴∠ACB=∠CDN+∠N=2∠N=2∠B.
∵∠BAC+∠ACB+∠B=180°,
∴60°+2∠B+∠B=180°,∴∠B=40°.
解图2
类型 图示 辅助线作法 结论
等边三角形中60°含30°
△ABD绕点A逆时针旋转 °得到△ACF △AED≌△AEF,
∠ECF= °,
△ECF的周长=BC
60
120
类型 图示 辅助线作法 结论
等腰直角三角形中90°含45° △ACE绕点A顺时针旋转 °得到△ABF △ADE≌△ ,
∠FBD= °,
BD2+CE2= ,△BDF的周长=BC
90
ADF
90
DE2
类型 图示 辅助线作法 结论
正方形中90°含45° △ADF绕点A顺时针旋转 °得到△ABG △AEF≌△ ,EF=BE+DF,△CEF的周长=2AB
90
AEG
类型 图示 辅助线作法 结论
等边三角形中120°含60°
△BDE绕点D顺时针旋转 °得到△CDG
△FDE≌△ ,
EF=BE+CF,
∠DEB=∠DEF
120
FDG
注:作法不唯一,由另一个小三角形往相反方向旋转也可以
【解析】将△BDE绕点D顺时针旋转120°得到△CDP,则
∠DCP=∠DBE. ∵∠DBE+∠ACD=360°-∠A-
∠BDC=180°,∴∠DCP+∠ACD=180°,∴点A,C,
P共线.由旋转可知DE=DP,∠BDE=∠CDP. ∵∠BDC
=120°,∠EDF=60°,∴∠BDE+∠CDF=60°,
∴∠CDP+∠CDF=60°,∴∠PDF=∠EDF=60°.
在△DEF和△DPF中, ,∴△DEF≌△DPF(SAS),∴EF=FP,∴EF=FC+BE,∴△AEF的周长=AE+EF+AF=AB+AC=10.
例4 如图,△ABC是边长为5的等边三角形,BD=CD,∠BDC=120° .点E,F分别在边AB,AC上,且∠EDF=60° ,则△AEF的周长为 .
10
针对训练6 如图,在Rt△ABC中,∠BAC=90°,AB=AC,D,E是
斜边BC上的两点,且∠DAE=45°.若BD=3,CE=4,S△ADE=15,求
S△ABD+S△AEC的值.
解:如解图,将△AEC绕点A顺时针旋转90°得到
△AFB,连接FD,过点A作AH⊥BC于点H,
则△AEC≌△AFB,
∴∠ABF=∠ACB,∠BAF=∠CAE,AE=AF,FB=EC.
在Rt△ABC中,AB=AC,
∴∠ABC=∠ACB=45°,
∴∠ABF=45°,∴∠FBE=45°+45°=90°,
∴BD2+BF2=DF2.
∵∠DAE=45°,∴∠BAD+∠CAE=45°,
∴∠BAD+∠BAF=45°,
∴∠DAE=∠DAF,
在△DAE和△DAF中,
∴△DAE≌△DAF(SAS),
∴DE=DF,∴BD2+CE2=DE2.
∵BD=3,CE=4,∴DE=5,∴BC=BD+DE+CE=12.
∵AB=AC,∠BAC=90°,AH⊥BC,
∴AH=BH=CH= BC=6,
∴S△ABD+S△AEC= BD·AH+ CE·AH= ×(3+4)×6=21.
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