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利用面积法解一类线段关系问题
几何图形面积与线段、角、弧等有着密切关系,借助面积极法不但可证明各种几何图形中的面积等量关系,还可证某些线段相等,角的相等关系以及线段之间的比例式等多种类型的几何题,用面积法证题,关键在于利用题目的特点,分析相应图形面积之间的关系,推出几何题中相应边角关系。下面通过实例分析,说明如何借助面积找线段关系。
实例:1、已知ΔABC中,BD⊥AC于D,CE⊥AB于E,
求证:
证明:根据三角形面积公式得
SΔABC=
×CE=
BD×AC
∴AB·CE=BD·AC
∴
评析:BD和CE分别是ΔABC的高,而高又与面积相关,用不同边上高表示三角形面积,由同一个三角形面积相等,快速确定找出线段比例关系,即找到三角形相似关系。
实例:2、ΔABC中,∠A=90°,D是AC上一点,BD=DC,P是BC上一点,PE⊥BD于E,PF⊥AC于F,
求证:PE+PF=AB
证明:∵SΔPDB+ SΔPCD=SΔBCD
∴
×BD×PE+
×CD×PF=
CD×AB
∵CD=BD
∴PE+PF=AB
评析:PE、PF、AB分别是ΔPBD、ΔPCD、ΔBCD的高,ΔPBD、ΔPCD面积和等于ΔBCD面积。
证明线段和差问题,借助等式中的线段恰好是相应三角形的高,利用面积来建立线段关系,约去两边的等线段得出求证结论。
实例:3、平行四边形ABCD对角线上有一点E,作EF⊥AB于F,EG⊥AD于G,求证:EF:EG=AD:AB
证明:作EK∥CD、EH∥CB
∵EF⊥AB,EG⊥AD
∴S平行四边形AHEK=EF×AH=EG×AK
∴
又∵EK∥CD ∴
EH∥BC ∴
∴
即
又∵
∴
评析:
证线段成比例,联想到平行线截线段成比例关系,与分点E有关系,之所以过E作平行线构造新的平行四边形,借助平行四边形的面积来转换关系,由面积关系得比例式,从而推出结论。
实例4、D、E分别是ΔABC边AC、AB上的点,BD、CE相交于O,ΔOBE、ΔOBC、ΔOCD面积分别为15、30、24,求AE:BE
解:作DF∥EC交AB于F,ΔOBE、ΔOBC同高,
∴
同理
设OE=m,OD=4n,OC=2m,OB=5n
∵DF∥EC ∴ΔBOE∽ΔBDF ΔADF∽ΔACE
∴
∴
∴BE=
EF DF=
OE=
又∵
∴
∴