巧解初中幾何題:二倍角問題輔助線的添加規律

一些幾何題中常含有一個角是另一個角的二倍的條件,處理這類問題常用如下的方法添加輔助線:

(1)作二倍角的平分線,構成等腰三角形.

如下圖,在△ABC中,∠ABC=2∠C,作∠ABC的角平分線交AC於點D,則∠DBC=∠C,△DBC是等腰三角形.

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(2)延長二倍角的一邊,使其等於二倍角的另一邊,構成兩個等腰三角形,利用等腰三角形的性質證題.

如下圖,在△ABC中,∠B=2∠C,可延長CB到D,使BD=AB,連接AD,則△ABD、△ADC都是等腰三角形.

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【典例】已知,如下圖所示,在△ABC中,∠C=2∠A,AC=2BC,求證:∠B=90°.

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思路一:要證∠B=90°,可設法證∠B等於某個直角.由∠C=2∠A,可聯想作∠C的角平分線CE,則△ACE是等腰三角形,如果作這個等腰三角形底邊上的高ED,則出現直角,再證∠B=∠CDE即可.

【證法一】如下圖,作∠C的平分線CE交AB於點E,過E作ED⊥AC於D.

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則∠ACE=∠A,∴AE=CE.∵ED⊥AC,∴CD=1/2AC. ∵AC=2BC,∴CD=CB. 則可證得△CDE≌△CBE.

即∠B=∠CDE=90°.

思路二:作∠C的平分線CD,將△CDA沿CD翻折過來,得△CDE.要證∠ABC=90°,需證CD=ED,BC=BE.

【證法二】如下圖,作∠C的平分線CD,延長CB到E,使CE=AC,∴AC=BC+BE. ∵AC=2BC,∴BC=BE.

在△ACD和△ECD中,AC=EC,∠ACD=∠ECD,CD=CD,∴△ACD≌△ECD. ∴∠A=∠E,又∠DCB=∠DCA=∠A,

∴∠E=∠DCB. ∴DC=DE. ∴∠ABC=90°.

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思路三:延長AC到D,使CD=BC,連接BD,則△CBD和△ABD都是等腰三角形,由條件AC=2BC,可聯想到取AC的中點E,連接BE,則∠DBE=90°.要證∠ABC=90°,只需證∠ABE=∠DBC.

【證法三】延長AC到D,使CD=CB,連接BD.取AC的中點E,連接BE,如下圖

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則EC=CD=BC,∴∠DBE=90°. ∵CD=CB,∴ ∠D=∠CBD ∴ ∠ACB=2∠D ∵ ∠ACB=2∠A, ∴ ∠A=∠D

∴ AB=BD 又∵AE=DC ∴ △ABE≌△DBC. ∴ ∠ABE=∠DBC ∴ ∠ABC= ∠EBD=90°.

【總結】

關於二倍角問題,上面介紹了兩種添加輔助線的方法,其主要目的都是為了構造等腰三角形和全等三角形,然後利用它們的相關性質探求解題途徑.

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