證明線段相等是最常見的幾何題,而證明線段的不等關(guān)系也會常常遇到,這類題型該怎么考慮?從哪里切入?今天就談?wù)勥@個問題.
首先,若在同一個三角形中,通過定理“三角形任意兩邊之和大于第三邊,任意兩邊之差小于第三邊”可作出判斷;當(dāng)要證的不等關(guān)系中的線段,不在同一個三角形中時,可設(shè)法構(gòu)造全等三角形,通過等量代換將它們集中到同一個三角形中,然后利用三角形的三邊關(guān)系定理加以證明.
下面我們通過三道典型例題來詳細(xì)探究這個問題:
例1、已知:如下圖所示,△ABC中,AB>AC,AD為三角形的中線. 求證:AD<1/2(AB+AC).
分析:要求證的不等式可以變形為2AD<AB+AC,需將2AD,AB,AC三線段集中到同一個三角形中,為此,如下圖所示,延長AD到E,使DE=AD,則AE=2AD,這樣問題就轉(zhuǎn)化為證AE<AB+AC即可. 連接CE,則由SAS定理可證得△ABD≌△ECD,所以EC=AB. 于是三條線段就集中到△AEC中,由三角形三邊關(guān)系定理便可推出結(jié)論.
點(diǎn)評:要把證明的線段集中到同一個三角形中是解決問題的關(guān)鍵,是戰(zhàn)略思想,然后“見中點(diǎn),要倍長,倍長之后證全等”是具體步驟,知行合一,從而得到解決問題的鑰匙.
例2、如下圖所示,△ABC中,AB=AC,D是AB上一點(diǎn),延長AC到E,使CE=BD,DE交BC于點(diǎn)F. 求證:DE>BC.
分析:要證DE>BC,即證DF+FE>BC. 因此,需構(gòu)造一個三角形,使線段DF、EF、BC為這個三角形的三邊.
如下圖,延長FB到G,使BG=CF,連接DG. 由SAS可證得△BDG≌△CEF,所以DG=EF,在△DFG中,有DF+DG>GB+BF,所以DF+EF>CF+BF,即DE>BC.
點(diǎn)評:設(shè)法把要證的邊轉(zhuǎn)化到同一個三角形中是解決問題的關(guān)鍵.
例3、已知:如下圖所示,在△ABC中,AB>AC,AD為∠A的平分線,P為AD上任意一點(diǎn). 求證:PB-PC<AB-AC.
分析:要證的不等式是兩邊之差,故可聯(lián)想三角形兩邊之差小于第三邊的定理,若把AB-AC變成一個三角形的邊將是很好的一個思路. 在AB上截取AE=AC,則BE=AB-AC. 這樣PB、BE在同一個三角形中,即PB與AB-AC在△BPE中,若能證出PE=PB,問題就可以解決. 因為AD為∠A的平分線,AE=AC,很容易由SAS定理證得△APE≌△APC,所以PE=PB,問題得到解決.
點(diǎn)評:當(dāng)所證的式子中多于三條線段,常需截長補(bǔ)短,作出線段差或線段和,構(gòu)造全等三角形,將它們集中在同一三角形中,利用三角形兩邊之和大于第三邊,或兩邊只差小于第三邊來證明.
【配套練習(xí)】
1、已知:如下圖,AD是△ABC的中線,∠ADB、∠ADC的平分線分別交AB、AC于點(diǎn)E、F. 求證:BE+CF>EF.
2、已知:如下圖,AD為△ABC的角平分線,過A引直線MN⊥AD,過B作BE⊥MN于點(diǎn)E. 求證:EB+EC>AB+AC.
【答案】
1、如下圖,延長ED到G,使DG=ED,連接FG,證FG=EF,GC=BE,∵ CG+CF>EG,∴ BE+CF>EF.
2、如下圖,在CA延長線上截取AF=AB,連接FE,證FE=BE ∵ FE+EC>FC,∴ EB+EC>AB+AC.