拉直法证几何题举例,本文主要内容关键词为:几何论文,此文献不代表本站观点,内容供学术参考,文章仅供参考阅读下载。
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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