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构造等腰三角形的常用方法

btikc 2024-08-29 12:13:45 技术文章 15 ℃ 0 评论

几何图形中添加辅助线往往能把分散的条件集中起来,使隐蔽的条件显现,将复杂的问题简单化,

在解题的过程中有时需要构造等腰三角形,利用等腰三角形的性质从而使问题迎刃而解 .

本节主要来介绍下常用构造等腰三角形的方法 .

方法一 作 “平行线” 来构造等腰三角形

1.如图,在 △ABC 中,AB = AC,点 D 在 AB 上,点 E 在 AC 的延长线上,DE 交 BC 于点 F,

且 DF = EF .

求证:BD = CE .

证明:过点 D 作 DG∥AE,交 BC 于 G 点,则 ∠GDF = ∠E .

∵ ∠GDF = ∠CEF,∠DFG = ∠EFC,DF = EF ,

∴ △DGF ≌ △ECF(ASA),

∴ GD = CE .

∵ AB = AC ,

∴ ∠B = ∠ACB,

∵ DG∥AE,

∴ ∠DGB = ∠ACB,

∴ ∠DBG = ∠DGB,

∴ GD = BD ,

∴ BD = CE .

2.已知 △ABC 为等边三角形,点 D 为 AC 上的一个动点,点 E 为 BC 延长线上一点,且 BD = DE .

(1)如图 ①,若点 D 在边 AC 上,猜想线段 AD 与 CE 之间的关系,并说明理由;

(2)如图 ②,若点 D 在 AC 的延长线上,(1)中的结论是否还成立,请说明理由 .

解:

(1)AD = CE .

理由如下:过点 D 作 DP∥BC,交 AB 于点 P .

∵ △ABC 是等边三角形,

∴ △APD 也是等边三角形,

∴ AP = PD = AD , ∠APD = ∠ABC = ∠ACB = ∠PDA = 60°,

∵ DB = DE ,

∴ ∠DBC = ∠DEC,

∵ DP∥BC,

∴ ∠PDB = ∠DBC .

∴ ∠PDB = ∠DEC .

又 ∵ ∠BPD = ∠A + ∠ADP = 120°,∠DCE = ∠A + ∠ABC = 120°,

∴ ∠BPD = ∠DCE .

在 △BPD 和 △DCE 中,

∠BPD = ∠DCE,∠PDB = ∠CED,DB = DE ,

∴ △BPD ≌ △DCE(AAS),

∴ PD = CE,

∴ AD = CE ;

(2)(1)中的结论成立 .

理由如下:过点 D 作 DP∥BC,交 AB 的延长线于点 P .

∵ △ABC 是等边三角形,

∴ △APD 也是等边三角形,

∴ AP = PD = AD , ∠APD = ∠ABC = ∠ACB = ∠PDC = 60°,

∵ DB = DE ,

∴ ∠DBC = ∠CED .

∵ DP∥BC,

∴ ∠PDB = ∠DBC,

∴ ∠PDB = ∠CED .

在 △BPD 和 △DCE 中,

∠P = ∠DCE,∠PDB = ∠CED,DB = DE ,

∴ △BPD ≌ △DCE(AAS),

∴ PD = CE ,

∴ AD = CE .

方法二 利用 “三线合一” 构造等腰三角形

3.如图,在 △ABC 中,BP 平分 ∠ABC,且 AP⊥BP 于点 P , 连接 CP .

若 BC = 4,点 P 到 BC 的距离为 1,求 △ABC 的面积 .

解:延长 AP 交 BC 于点 E .

∵ BP 平分 ∠ABC,

∴ ∠ABP = ∠EBP .

∵ AP⊥BP,

∴ ∠APB = ∠BPE .

在 △APB 和 △EPB 中,

∠ABP = ∠EBP,BP = BP , ∠BPA = ∠BPE,

∴ △APB ≌ △EPB(ASA),

∴ S△ABP = S△BPE,AP = PE .

∵ △APC 与 △PCE 等底同高,

∴ S△APC = S△PCE,

∴ S△ABC = S△ABP + S△BPE + S△APC + S△PCE = 2 S△BPC,

∵ BC = 4,点 P 到 BC 的距离为 1,

∴ S△BPC = 1/2 × 4 × 1 = 2,

∴ S△ABC = 2 × 2 = 4 .

4.如图,已知 △ABC 是等腰直角三角形,∠A = 90°,BD 平分 ∠ABC 交 AC 于点 D,CE⊥BD,

交 BD 的延长线于点 E .

求证:BD = 2 CE .

证明:延长 BA , CE 交于点 M .

∵ CE⊥BD,

∴ ∠BEC = ∠BEM = 90° .

∵ BD 平分 ∠ABC,

∴ ∠MBE = ∠CBE .

又 ∵ BE = BE ,

∴ △MBE ≌ △CBE(ASA),

∴ EM = EC = 1/2 MC .

∵ △ABC 是等腰直角三角形,

∴ ∠BAC = ∠MAC = 90°,AB = AC ,

∴ ∠ABD + ∠BDA = 90° .

∵ ∠BEC = 90°,

∴ ∠ACM + ∠CDE = 90° .

∵ ∠BDA = ∠CDE,

∴ ∠ABD = ∠ACM .

在 △ABD 和 △ACM 中,

∠ABD = ∠ACM,AB = AC , ∠BAD = ∠CAM,

∴ △ABD ≌ △ ACM(ASA),

∴ DB = MC,

∴ BD = 2 CE .

方法三 利用 “倍角关系” 构造等腰三角形

5.如图,在 △ABC 中,AD 平分 ∠BAC 交 BC 于点 D,且 ∠ABC = 2 ∠C .

求证:AB + BD = AC .

证明:在边 AC 上截取 AP = AB,连接 PD .

∵ AD 平分 ∠BAC,

∴ ∠BAD = ∠PAD .

在 △ABD 和 △APD 中,

AB = AP,∠BAD = ∠PAD,AD = AD ,

∴ △ABD ≌ △APD(SAS).

∴ ∠APD = ∠B,PD = BD .

∵ ∠B = 2 ∠C,

∴ ∠APD = 2 ∠C .

又 ∵ ∠APD = ∠C + ∠PDC,

∴ ∠PDC = ∠C,

∴ PD = PC ,

∴ AB + BD = AP + PC = AC .

方法四 利用 “截长补短法” 构造等腰三角形

6.如图,在 △ABC 中,∠BAC = 120°,AD⊥BC 于点 D,且 AB + BD = DC , 求 ∠C 的度数 .

方法一:截长法

如图,在 CD 上截取点 E,使 DE = BD,连接 AE .

∵ AD⊥BE,DE = BD,

∴ AB = AE .

∵ AB + BD = DC ,

∴ AE + DE = DC .

又 ∵ DE + CE = DC ,

∴ CE = AE = AB .

∴ ∠B = ∠AED = ∠C + ∠CAE = 2 ∠C .

∵ ∠BAC + ∠B + ∠C = ∠BAC + 3 ∠C = 180°,∠BAC = 120°,

∴ ∠C = 20°;

方法二:补短法

如图,延长 DB 至点 F,使得 BF = AB,则 AB + BD = BF + BD = DF = CD ,

∴ AF = AC , ∠C = ∠F = 1/2 ∠ABC .

∵ ∠BAC + ∠ABC + ∠C = ∠BAC + 3 ∠C = 180°,∠BAC = 120°,

∴ ∠C = 20° .

7.如图,在 △ABC 中,AB = AC,点 D 是 △ABC 外一点,且 ∠ABD = 60°,∠ACD = 60° .

求证:BD + DC = AB .

证明:延长 BD 至点 E,使得 BE = AB,连接 AE , CE .

∵ ∠ABE = 60°,BE = AB ,

∴ △ABE 为等边三角形,

∴ ∠AEB = 60°,AE = AB .

又 ∵ ∠ACD = 60°,

∴ ∠ACD = ∠ABE .

∵ AB = AC , AB = AE ,

∴ AC = AE ,

∴ ∠ACE = ∠AEC,

∴ ∠DCE = ∠DEC,

∴ DC = DE ,

∴ AB = BE = BD + DE = BD + DC ,

即 BD + DC = AB .

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