全等三角形问题中常见的辅助线的作法(有答案)
总论:全等三角形问题最主要的是构造全等三角形,构造二条边之间的相等,构造二个角之间的相等
【三角形辅助线做法】
图中有角平分线,可向两边作垂线。 也可将图对折看,对称以后关系现。
角平分线平行线,等腰三角形来添。 角平分线加垂线,三线合一试试看。
线段垂直平分线,常向两端把线连。 要证线段倍与半,延长缩短可试验。
三角形中两中点,连接则成中位线。 三角形中有中线,延长中线等中线。
1.等腰三角形“三线合一”法:遇到等腰三角形,可作底边上的高,利用“三线合一”的性质解题
2.倍长中线:倍长中线,使延长线段与原中线长相等,构造全等三角形
3.角平分线在三种添辅助线
4.垂直平分线联结线段两端
5.用“截长法”或“补短法”: 遇到有二条线段长之和等于第三条线段的长,
6.图形补全法:有一个角为60度或120度的把该角添线后构成等边三角形
7.角度数为3060度的作垂线法:遇到三角形中的一个角为30度或60度,可以从角一边上一点向角的另一边作垂线,目的是构成30-60-90的特殊直角三角形,然后计算边的长度与角的度数,这样可以得到在数值上相等的二条边或二个角。从而为证明全等三角形创造边、角之间的相等条件。
8.计算数值法:遇到等腰直角三角形,正方形时,或30-60-90的特殊直角三角形,或40-60-80的特殊直角三角形,常计算边的长度与角的度数,这样可以得到在数值上相等的二条边或二个角,从而为证明全等三角形创造边、角之间的相等条件。
常见辅助线的作法有以下几种:最主要的是构造全等三角形,构造二条边之间的相等,二个角之间的相等。
1) 遇到等腰三角形,可作底边上的高,利用“三线合一”的性质解题,思维模式是全等变换中的“对折”法构造全等三角形
2) 遇到三角形的中线,倍长中线,使延长线段与原中线长相等,构造全等三角形,利用的思维模式是全等变换中的“旋转” 构造全等三角形
3) 遇到角平分线在三种添辅助线的方法,(1)可以自角平分线上的某一点向角的两边作垂线,利用的思维模式是三角形全等变换中的“对折”,所考知识点常常是角平分线的性质定理或逆定理.(2)可以在角平分线上的一点作该角平分线的垂线与角的两边相交,形成一对全等三角形。(3)可以在该角的两边上,距离角的顶点相等长度的位置上截取二点,然后从这两点再向角平分线上的某点作边线,构造一对全等三角形。
4) 过图形上某一点作特定的平分线,构造全等三角形,利用的思维模式是全等变换中的“平移”或“翻转折叠”
5) 截长法与补短法,具体做法是在某条线段上截取一条线段与特定线段相等,或是将某条线段延长,是之与特定线段相等,再利用三角形全等的有关性质加以说明.这种作法,适合于证明线段的和、差、倍、分等类的题目.
6) 已知某线段的垂直平分线,那么可以在垂直平分线上的某点向该线段的两个端点作连线,出一对全等三角形。
特殊方法:在求有关三角形的定值一类的问题时,常把某点到原三角形各顶点的线段连接起来,利用三角形面积的知识解答
一、倍长中线(线段)造全等
1、(“希望杯”试题)已知,如图ABC中,AB=5AC=3,则中线AD的取值范围是_________.
解:延长ADE使AE2AD,连BE,由三角形性质知
AB-BE <2AD<AB+BE  AD的取值范围是1<AD<4
2、如图,ABC中,EF分别在ABAC上,DEDFD是中点,试比较BE+CFEF的大小.
解:(倍长中线,等腰三角形“三线合一”法)延长FDG使FG2EF,连BGEG,
显然BGFC
EFG中,注意到DEDF,由等腰三角形的三线合一知
EGEF
BEG中,由三角形性质知
EG<BG+BE 
故:EF<BE+FC
3、如图,ABC中,BD=DC=ACEDC的中点,求证:AD平分BAE.
   
解:延长AEG使AG2AE,连BGDG,
显然DGAC  GDC=ACD
由于DC=AC,故  ADC=DAC
ADBADG中,
BDAC=DGADAD
ADB=ADC+ACD=ADC+GDCADG
ADBADG,故有BAD=DAG,即AD平分BAE
二、截长补短
1、如图,中,AB=2ACAD平分,且AD=BD,求证:CDAC
解:(截长法)在AB上取中点F,连FD
ADB是等腰三角形,F是底AB中点,由三线合一知
DFAB,故AFD90°
ADFADCSAS
ACDAFD90°即CDAC
2、如图,ADBCEA,EB分别平分∠DAB,CBACD过点E,求证;ABAD+BC
解:(截长法)在AB上取点F,使AFAD,连FE
ADEAFESAS
ADEAFE
ADE+BCE180°
AFE+BFE180°
ECBEFB
FBECBEAAS
故有BFBC
从而;ABAD+BC
3、如图,已知在ABC内,PQ分别在BCCA上,并且APBQ分别是的角平分线。求证:BQ+AQ=AB+BP
解:(补短法, 计算数值法)延长ABD,使BDBP,连DP
在等腰BPD中,可得数学八年级上册BDP40°
从而BDP40°=ACP
ADPACPASA
ADAC
QBC40°=QCB  BQQC
BDBP
从而BQ+AQ=AB+BP
4、如图,在四边形ABCD中,BCBA,ADCDBD平分
求证:
解:(补短法)延长BAF,使BFBC,连FD
BDFBDCSAS
DFBDCB  FDDC
ADCD
在等腰BFD
DFBDAF
故有BAD+BCD180°
5、如图在△ABC中,ABAC,∠1=∠2PAD上任意一点,求证;AB-ACPB-PC
解:(补短法)延长ACF,使AFAB,连PD
ABPAFPSAS
BPPF
由三角形性质知
PBPCPFPC < CFAFACABAC
应用:
分析:此题连接AC,把梯形的问题转化成等边三角形的问题,然后利用已知条件和等边三角形的性质通过证明三角形全等解决它们的问题。
解:有
连接AC,过EACF
则可证为等边三角形
又∵
又∵
点评:此题的解法比较新颖,把梯形的问题转化成等边三角形的问题,然后利用全等三角形的性质解决。
三、平移变换
1 AD为△ABC的角平分线,直线MNADA.EMN上一点,△ABC周长记为,△EBC周长记为.求证.
解:(镜面反射法)延长BAF,使AFAC,连FE
AD为△ABC的角平分线, MNAD
FAECAE
故有
FAECAESAS
EFCE
BEF中有: BE+EF>BF=BA+AF=BA+AC
从而PB=BE+CE+BC>BF+BC=BA+AC+BC=PA
2 如图,在ABC的边上取两点DE,且BD=CE,求证:AB+AC>AD+AE.
证明:取BC中点M,连AM并延长至N,使MN=AM,连BN,DN.
BD=CE,
DM=EM,
∴△DMN≌△EMA(SAS),
DN=AE,
同理BN=CA.
延长ND交AB于P,则BN+BP>PN,DP+PA>AD,
相加得BN+BP+DP+PA>PN+AD,
各减去DP,得BN+AB>DN+AD,
AB+AC>AD+AE。
四、借助角平分线造全等
1、如图,已知在△ABC中,∠B=60°,△ABC的角平分线AD,CE相交于点O,求证:OE=ODDC+AE =AC
证明(角平分线在三种添辅助线,计算数值法)B=60度,
BAC+BCA=120度;
AD,CE均为角平分线,
OAC+OCA=60度=AOE=COD;
AOC=120度.
在AC上截取线段AF=AE,连接OF.
又AO=AO;OAE=OAF
.则OAEΔOAF(SAS),
OE=OF;AE=AF;
AOF=AOE=60度.
COF=AOC-AOF=60度=COD;
又CO=CO;OCD=OCF.
OCDΔOCF(SAS),
OD=OF;CD=CF.
OE=OD
DC+AE=CF+AF=AC.
2、如图,ABC中,AD平分BACDGBC且平分BCDEABEDFACF.
1)说明BE=CF的理由;(2)如果AB=AC=,求AEBE的长.
解:(垂直平分线联结线段两端)连接BDDC
DG垂直平分BC,故BDDC
由于AD平分BAC DEABEDFACF,故有
EDDF
RTDBERTDFCHL
故有BECF
AB+AC2AE
AE=(a+b/2
BE=(a-b)/2
应用:
1、如图①,OP是∠MON的平分线,请你利用该图形画一对以OP所在直线为对称轴的全等三角形。请你参考这个作全等三角形的方法,解答下列问题:
(1)如图②,在△ABC中,∠ACB是直角,∠B=60°,ADCE分别是∠BAC、∠BCA的平分线,ADCE相交于点F。请你判断并写出FEFD之间的数量关系;
(2)如图③,在△ABC中,如果∠ACB不是直角,而(1)中的其它条件不变,请问,你在(1)中所得结论是否仍然成立?若成立,请证明;若不成立,请说明理由。
解:(1)FEFD之间的数量关系为
(2)答:(1)中的结论仍然成立。
证法一:如图1,在AC上截取,连结FG
AF为公共边,
ADCE分别是的平分线
FC为公共边
证法二:如图2,过点F分别作于点G于点H
ADCE分别是的平分线
∴可得F的内心
又∵
∴可证
有等腰三角形时常用的辅助线
⑴作顶角的平分线,底边中线,底边高线
例:已知,如图,AB = ACBDACD
求证:∠BAC = 2DBC
证明:(方法一)作∠BAC的平分线AE,交BCE,则∠1 = 2 = BAC
又∵AB = AC
AEBC
∴∠2+∠ACB = 90o
BDAC
∴∠DBC+∠ACB = 90o
∴∠2 = DBC
∴∠BAC = 2DBC
(方法二)过AAEBCE(过程略)
(方法三)取BC中点E,连结AE(过程略)
⑵有底边中点时,常作底边中线
例:已知,如图,△ABC中,AB = ACDBC中点,DEABEDFACF
求证:DE = DF