在八年级上册的数学学习中,等腰三角形和等边三角形是几何部分的重要内容。在解决与它们相关的几何问题时,添加合适的辅助线往往是关键的解题步骤。下面就为大家详细介绍几种等腰、等边三角形常用的辅助线添加方法。
作底边上的高(三线合一法)等腰三角形具有“三线合一”的重要性质,即等腰三角形底边上的高、底边上的中线、顶角平分线相互重合。当题目中出现等腰三角形时,我们常常作底边上的高,利用“三线合一”的性质来创造更多的条件。
例题已知等腰△ABC 中,AB = AC,AD 平分∠BAC 交 BC 于点 D。求证:BD = DC,AD⊥BC。
辅助线作法连接 AD,因为 AB = AC,∠BAD = ∠CAD,根据“三线合一”,AD 既是顶角∠BAC 的平分线,又是底边 BC 上的中线和高。所以可以直接得出 BD = DC,AD⊥BC。
作用通过作底边上的高,将等腰三角形分成两个全等的直角三角形,从而可以利用直角三角形的性质来解题,比如勾股定理等。同时,“三线合一”的性质能让我们快速得到线段相等、角相等以及垂直关系等重要信息。
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截长补短法截长法在较长的线段上截取一段与某一较短的线段相等,然后证明剩下的线段与另一段较短的线段相等。这种方法常用于证明线段之间的和差关系。
例题已知在△ABC 中,AB = AC,∠A = 108°,BD 平分∠ABC 交 AC 于点 D。求证:BC = AB + CD。
辅助线作法在 BC 上截取 BE = BA,连接 DE。因为 BD 平分∠ABC,所以∠ABD = ∠EBD。又因为 BA = BE,BD = BD,根据“边角边”(SAS)定理可得△ABD≌△EBD。所以∠BED = ∠A = 108°,则∠DEC = 180° - 108° = 72°。因为 AB = AC,∠A = 108°,所以∠C = (180° - 108°)÷2 = 36°,那么∠EDC = 180° - 72° - 36° = 72°,所以∠DEC = ∠EDC,故 CD = CE。所以 BC = BE + CE = AB + CD。
补短法延长较短线段中的一条,使其和较长线段相等,然后证明延长部分与另一条较短线段相等。
例题在等边△ABC 中,点 D 在 BC 的延长线上,CE 平分∠ACD,且 CE = BD。求证:△ADE 是等边三角形。
辅助线作法延长 BD 到点 F,使 DF = AB,连接 EF。因为△ABC 是等边三角形,所以 AB = BC = AC,∠B = ∠ACB = 60°。又因为 CE 平分∠ACD,所以∠ACE = ∠ECD = 60°。因为 BD = CE,DF = AB = BC,所以 BF = BD + DF = CE + BC = CE + AC。又因为∠B = ∠ECD = 60°,可以证明△ABF≌△EFC(SAS),进而得到 AE = DE,∠AED = 60°,所以△ADE 是等边三角形。
作用截长补短法可以将分散的线段集中到一起,便于我们利用全等三角形等知识来证明线段之间的数量关系。
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倍长中线法当题目中出现三角形的中线时,我们可以将中线延长一倍,构造全等三角形,从而将已知条件和所求问题联系起来。
例题已知在△ABC 中,AB = AC,D 为 BC 中点,E 为 AC 上一点,连接 BE 交 AD 于点 F,且 AE = EF。求证:BF = AC。
辅助线作法延长 AD 到点 G,使 DG = AD,连接 BG。因为 D 为 BC 中点,所以 BD = DC。又因为∠BDG = ∠CDA,AD = DG,根据“边角边”(SAS)定理可得△BDG≌△CDA。所以 BG = AC,∠G = ∠CAD。因为 AE = EF,所以∠EAF = ∠EFA。又因为∠EFA = ∠BFG,所以∠BFG = ∠G,所以 BF = BG,故 BF = AC。
作用倍长中线法可以将三角形的一边平移到另一边,构造出全等三角形,从而将已知条件和未知条件进行转化,方便我们解题。
旋转法在等腰、等边三角形中,我们可以利用图形的旋转性质,将三角形绕着某个顶点旋转一定的角度,构造出全等三角形。
例题已知在等边△ABC 内有一点 P,PA = 3,PB = 4,PC = 5。求∠APB 的度数。
辅助线作法将△APB 绕点 B 顺时针旋转 60°得到△CP’B,连接 PP’。因为旋转 60°,且 BP = BP’,所以△BPP’是等边三角形,则 PP’ = PB = 4,∠BPP’ = 60°。又因为 P’C = PA = 3,PC = 5,根据勾股定理的逆定理可得∠PP’C = 90°。所以∠APB = ∠CP’B = ∠BPP’ + ∠PP’C = 60° + 90° = 150°。
作用旋转法可以将不规则的图形转化为规则的图形,将分散的条件集中到一起,便于我们利用特殊三角形的性质来解题。
总之,在解决等腰、等边三角形相关的几何问题时,我们要根据题目所给的条件,灵活运用这些辅助线添加方法,从而找到解题的思路。希望同学们通过不断的练习,能够熟练掌握这些方法,提高自己解决几何问题的能力。
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