一个解决几何证明问题的实例_ae论文

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在几何的推理证明中,图形变换是我们寻求解题方法的一个重要途径之一。一些题目具有公共端点的两条线段,但它们不在一条直线上,这时由于解题需要,可以在公共端点处将两条线段“拉直”,用这种图形变换的方法引辅助线,思路比较清晰,我们不妨称其为“拉直法”。现举例如下。

例1 已知:△ABC中,∠A=2∠B,CD是∠ACB的平分线,交AB 于D(如图)。

求证:BC=AC+AD。

分析:欲证BC=AC+AD,可将AD在点A处“拉直”到AE 位置(即延长CA到E使AE=AD),此时证BC=EC即可。

证明:延长CA到E使AE=AD,连结ED。

∴∠3=∠E。

∵∠CAB=∠3+∠E,

∴∠CAB=2∠E,而∠CAB=2∠B。

∴∠B=∠E。

又∵∠1=∠2,CD=CD。

∴△CDB△CDE。

∴BC=EC。

∵EC=AC+AE=AC+AD,

∴BC=AC+AD。

此题亦可“拉直”CA,即延长DA到F使AF=AC。

例2 已知:△ABC中,AB=AC,AE为外角∠DAC的平分线,P为AE上一点。

求证:PB+PC>AB+AC。

分析:将AC“拉直”到AD上,即可证明。

证明:在AD上截取AM=AC,连结PM。

∴PB+PM>BM=AB+AC。

∵AP=AP,∠1=∠2,AM=AC。

∴△APM△APC,∴PM=PC。

∴PB+PC>AB+AC。

例3 已知:AD是△ABC的角平分线。

求证:BD/CD=AB/AC。

分析:欲证BD/CD=AB/AC,BD和CD刚好在一直线上,可以将AC在A处“拉直”(即延长BA到E使AE=AC),使AB、AC也在一条直线上,这样可用平行线截得线段成比例定理来证明。

证明:延长BA到E使AE=AC,连结CE。

∴∠3=∠E。

∵∠BAC=∠3+∠E,

∴∠BAC=2∠E。

∵AD平分∠BAC,

∴∠BAC=2∠1,

∴∠1=∠E

∴AD∥CE。

∴BD/CD=AB/AE,即BD/CD=AB/AC。

此题亦可“拉直”AB。

例4 已知:在△ABC中,∠C=2∠B,求证:AB[2]=AC[2]+AC·BC。

分析:要证:AB[2]=AC[2]+AC·BC,即证:AB[2]=AC(AC+BC),即证:AB/AC=(AC+BC)/AB。这一结论中有AC+BC,可以把这两条线段在公共端点C处“拉直”,即延长AC到D,使CD=BC,连结BD。则所证结论变为AB/AC=AD/AB。因此,只要证△ABC~△ADB即可。

证明:延长AC到D,使CD=BC,连结BD。

∵BC=CD,∴∠3=∠D,∠1=2∠D。

∵∠1=2∠2,∴∠2=∠D。

又∵∠A=∠A,

∴△ABC~△ADB。

∴AB/AC=AD/AB。

∴AB[2]=AC·AD=AC(AC+CD)=

AC(AC+BC)=AC[2]+AC·BC。

即 AB[2]=AC[2]+AC·BC。

为了巩固这一方法,留给读者下列几道思考题:

1.锐角△ABC中,∠B=2∠C,AD⊥BC于D。

求证:CD=AB+BD。

2.已知:AD是△ABC外角∠CAE的平分线,交BC延长线于D。

求证:AB/AC=BD/CD。

(提示:可“拉直”AC应用例2,或先拉直AC到AE, 再“拉直”DC)

3.△ABC中,内角平分线AD和BE相交于M。

求证:AM/MD=(AB+AC)/BC。

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