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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