線段關係問題不會證?找對能得到對應關係的輔助線,才是關鍵

今天的全等三角形的經典例題依然是求證線段關係,那麼按照《基本圖形分析法》分析"三步曲"。首先,就是明白該從哪入手,也就是知曉是否添加輔助線,從而得到求證的對應相等線段。其次,根據設想的關係進行一步步的分析和證明,這其中的關鍵就是明白各個基本圖形的性質和定義。最後,利用已證的條件應該怎麼想到關鍵的線段相等關係。

例10 如圖5-26,已知:△ABC中,∠B=60°,角平分線AD、CE相交於F。求證:AC=AE+CD。

線段關係問題不會證?找對能得到對應關係的輔助線,才是關鍵

圖5-26

分析:本題要證AC=AE+CD,是一條線段等於兩條線段的和,所以可根據線段和的定義,在AC上截取AG=AE(如圖5-27),然後證明CG=CD。

線段關係問題不會證?找對能得到對應關係的輔助線,才是關鍵

圖5-27

由條件AD是角平分線,所以AG和AE這兩條相等線段就是關於AD成軸對稱的,從而就可添加軸對稱型全等三角形進行證明,於是聯結FG(如圖5-27),由AE=AG,∠EAF=∠GAF和AF=AF,即可證得△EAF≌△GAF。

現在要證的結論是CG=CD,而已知CE是角平分線,所以CG、CD這兩條相等線段也是關於CE成軸對稱的,從而也可應用軸對稱型全等三角形進行證明,也就是應證△CGF≌△CDF。而在這兩個三角形中,已經有的條件是∠GCF=∠DCF,CF=CF,所以還要證明一個性質。由於CG=CD是結論,不能用。而GF=DF,即使證明了相等,出現的也是兩邊和其中一邊的對角對應相等,還不能證明這兩個三角形全等,所以第三個條件只能是證明一組角對應相等於是就應證∠DFC=∠GFC,或∠FDC=∠FCG,實際上這兩個性質是等價的,所以可證明其中的任意一個。若證 ∠DFC=∠GFC,則由AD、CE相交於F,可得∠DFC=∠EFA,也就等於∠GFA,或者也就是這四個角都相等,但E、F、C成一直線,∠EFA+∠GFA十∠GFC=180°,所以問題也就成為要證∠GFC和∠DFC都等於60°

由條件∠B=60°,所以在△ABC中就可得∠BAC+∠BCA=180°-60°=120°,而AD、CE是角平分線,就有∠FAC+∠FCA=1/2·(∠BAC+∠BCA)=1/2·120°=60°,那麼,在△FAC中就有∠AFC=180°-(∠FAC+∠FCA)=180°-60°=120°。而已知C、F、E成一直線,所以∠EFA=180°-∠AFC=180°-120°=60°,而∠GFA=∠EFA=60°,從而就可得∠GFC=180°-(∠EFA+∠GFA)=180°-(60°+60°)=60°,而∠DFC也等於∠EFA,所以就可得∠GFC=∠DFC,從而就可完成分析。

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