輔助線不會添?添了又不滿足結論?基本圖形分析法教你如何添線

今天的這道例題相對之前的全等例題稍微有些難度,本題的關鍵就體現在了輔助線的添加,要如何根據求證結果去添加正確的輔助線。基本圖形分析法給出此題的兩種輔助線添加方法,來滿足求證結果在直角三角形中,並根據軸對稱型全等三角形性質得到對應的等價條件,完成整個分析過程。來看看你是不是也想到了這兩種方法吧~

例18 如圖5-48,已知:△ABC中,∠ACB=90°,AC=BC,D、E是AB上的兩點 ,∠DCE=45°,求證:DE²=AD²+BE²。

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圖5-48

分析 (1) :本題條件中出現了∠DCE=45°,且∠ACB=90°,所以∠DCA+∠ECB=90°-45°=45°,這是一個兩個角之和的問題,所以可根據兩角和的定義,將∠DCA和∠ECB這兩個角拼起來,也就是以C為頂點,以CA為一邊,在△ABC的外面,作∠ACF=∠ECB,這樣就可得∠DCF=45°,∠DCF=∠DCE。而這兩個角相等的關係一出現,就出現了這兩個相等的角是關於CD成軸對稱的,從而就可以添加軸對稱型全等三角形進行證明,於是在所作的∠DCF的邊CF上,截取CF=CE,並聯結DF(如圖5-49),就可由CF=CE,∠DCF=∠DCE=45°和DC=DC,證得△DCF≌△DCE,DE=DF。

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圖5-49

由我們所作的CF=CE和∠ECF=45°+45°=90°,可知CF、CE可組成一個等腰直角三角形,而已知△ABC也是等腰直角三角形,且這兩個等腰直角三角形有公共的直角頂點C,所以必定出現一對旋轉型全等三角形。找這對全等三角形的方法是將由公共頂點C發出的四條線段,即CF、CA、CE、CB兩兩組成全等三角形,於是聯結AF(如圖5-50),那麼在△ACF和△BCE中,由AC=BC,∠ACF=∠BCE和CF=CE,就可得△ACF≌△BCE,那麼AF=BE,∠CAF=∠CBE=45°,進一步就可得∠FAB=45°+45°=90°,而在Rt△FDA中,應用勾股定理就有DF²=AD²+AF²,而DF=DE,AF=BE,所以分析可以完成。

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圖5-50

分析 (2) :本題條件中出現了∠DCE=45°,∠ACB=90°,所以就有∠DCA+∠ECB=45°=∠DCE,那麼根據角的和的定義,就可以在∠DCE內作∠DCF=∠DCA,然後可得∠ECF=∠ECB。

在作出了∠DCF=∠DCA後,就出現了這兩個相等的角是關於DC成軸對稱的(如圖5-51),從而就可添加軸對稱型全等三角形進行證明。

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圖5-51

由於圖形中已經出現了對稱軸CD,所以添加的方法就是將△ACD沿對稱軸翻折過去,這時因∠DCA=∠DCF,所以CA就會沿CF落下,於是就可以在射線CF上截取CF=CA,聯結DF後(如圖5-52),就可得△ACD≌△FCD,∠F=∠A=45°和DF=DA。根據同樣的道理,在聯結EF後(如圖5-53),由CF=CA=CB,∠FCE=∠BCE和CE=CE,又可證明△FCE和△BCE也是一對軸對稱型全等三角形,所以FE=BE,∠EFC=∠B=45°,進一步就可得∠DFE=45°+45°=90°,這樣在直角△DEF中,就可應用勾股定理得DE²=DF²+EF²,從而也可完成分析。

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圖5-52

輔助線不會添?添了又不滿足結論?基本圖形分析法教你如何添線

圖5-53

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