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初中數(shù)學(xué):全等三角形的判定 性質(zhì) 輔助線技巧

三角形全等的判定

1.三組對應(yīng)邊分別相等的兩個三角形全等(SSS).

2.有兩邊及其夾角對應(yīng)相等的兩個三角形全等(SAS).

3.有兩角及其夾邊對應(yīng)相等的兩個三角形全等(ASA).

4.有兩角及一角的對邊對應(yīng)相等的兩個三角形全等(AAS).

5.直角三角形全等條件:有斜邊及一直角邊對應(yīng)相等的兩個直角三角形全等(HL).

全等三角形的性質(zhì)

①全等三角形的對應(yīng)邊相等;

     全等三角形的對應(yīng)角相等.

②全等三角形的周長、面積相等.

③全等三角形的對應(yīng)邊上的高對應(yīng)相等.

④全等三角形的對應(yīng)角的角平分線相等.

⑤全等三角形的對應(yīng)邊上的中線相等.

找全等三角形的方法

(1)可以從結(jié)論出發(fā),看要證明相等的 兩條線段(或角)分別在哪兩個可能 全等的三角形中;


(2)可以從已知條件出發(fā),看已知條件 可以確定哪兩個三角形全等;


(3)從條件和結(jié)論綜合分析,看它們能 確定哪兩個三角形全等;


(4)若上述方法均不行,可考慮添加輔助線構(gòu)造全等三角形.

      另外,須特別注意基本圖形的分類記憶與熟練應(yīng)用.


      三角形全等的證明條件中包含兩個要素:邊和角.

A、缺個角的條件.

B、缺條邊的條件.

添輔助線的常用方法及案例解析

1.關(guān)于角平分線的輔助線

      當(dāng)題目的條件中出現(xiàn)角平分線時,要想到根據(jù)角平分線的性質(zhì)構(gòu)造輔助線.


角平分線具有兩條性質(zhì):

①角平分線具有對稱性;

②角平分線上的點到角兩邊的距離相等;角的內(nèi)部到角兩邊距離相等的點在角平分線上.


關(guān)于角平分線常用的輔助線方法:

(1)截取構(gòu)全等

       如下圖所示,OC是∠AOB的角平分線,D為OC上一點,F(xiàn)為OB上一點,若在OA上取一點E,使得OE=OF,并連接DE,則有△OED≌△OFD,從而為我們證明線段、角相等創(chuàng)造了條件.

例:如上右圖所示,AB//CD,BE平分∠ABC,CE平分∠BCD,點E在AD上.

求證:BC=AB+CD.

提示:在BC上取一點F使得BF=BA,連結(jié)EF.


(2)角分線上點向角兩邊作垂線構(gòu)全等

      利用角平分線上的點到兩邊距離相等的性質(zhì)來證明問題.

      如下左圖所示,過∠AOB的平分線OC上一點D向角兩邊OA、OB作垂線,垂足為E、F,連接DE、DF.則有:DE=DF,△OED≌△OFD.

例:如上右圖所示,已知AB>AD, ∠BAC=∠FAC, CD=BC.

求證:∠ADC+∠B=180度.


(3)作角平分線的垂線構(gòu)造等腰三角形

       如下左圖所示,從角的一邊OB上的一點E作角平分線OC的垂線EF,使之與角的另一邊OA相交,則截得一個等腰三角形(△OEF),垂足為底邊上的中點D,該角平分線又成為底邊上的中線和高,以利用中位線的性質(zhì)與等腰三角形的三線合一的性質(zhì).

      如果題目中有垂直于角平分線的線段,則延長該線段與角的另一邊相交,從而得到一個等腰三角形,可總結(jié)為:“延分垂,等腰歸”.

例:如上右圖所示,已知∠BAD=∠DAC,AB>AC,CD⊥AD于D,H是BC中點.

求證:DH=1/2(AB-AC).


提示:延長CD交AB于點E,則可得全等三角形,問題可證.


(4)作平行線構(gòu)造等腰三角形

      分為以下兩種情況:

①如下左圖所示,過角平分線OC上的一點E作角的一邊OA的平行線DE,從而構(gòu)造等腰三角形ODE.


②如下右圖所示,通過角一邊OB上的點D作角平分線OC的平行線DH與另外一邊AO的反向延長線相交于點H,從而構(gòu)造等腰三角形ODH.

2.由線段和差想到的輔助線

      遇到求證一條線段等于另兩條線段之和時,一般方法是截長補短法


①截長:在長線段中截取一段等于另兩條中的一條,然后證明剩下部分等于另一條;

②補短:將一條短線段延長,延長部分等于另一條短線段,然后證明新線段等于長線段. 截長補短法作輔助線。

案例一

已知,在△ABC中,AD平分∠BAC,∠ACB=2∠B,

求證:AB=AC+CD.

因為AD是∠BAC的角平分線

所以∠BAD=∠CAD

在AB上作AE=AC

又AD=AD

由SAS得:△EAD≌△CAD

所以∠EDA=∠CDA,ED=CD

又因為∠CDA=∠B+∠BAD, ∠BDA=∠C+∠CAD, ∠C=2∠B

所以∠BDE=∠BDA-∠EDA=(∠C+∠CAD)-∠CDA=(2∠B +CAD ) -(∠B+∠BAD)=∠B

所以△BED為等腰三角形

所以EB=ED=CD

所以AB=AE+EB=AC+CD

案例二

  對于證明有關(guān)線段和差的不等式,通常會聯(lián)系到三角形中兩線段之和大于第三邊、之差小于第三邊,故可想辦法放在一個三角形中證明。


     在利用三角形三邊關(guān)系證明線段不等關(guān)系時,如直接證不出來,可連接兩點或廷長某邊構(gòu)成三角形,使結(jié)論中出現(xiàn)的線段在一個或幾個三角形中,再運用三角形三邊的不等關(guān)系證明。


例1:已知,如圖1-1:D、E為△ABC內(nèi)兩點,求證:AB+AC>BD+DE+CE.

(方法1)證明:將DE兩邊延長分別交AB、AC 于M、N,

在△AMN中,AM+AN > MD+DE+NE;(1)


在△BDM中,MB+MD>BD;(2)

在△CEN中,CN+NE>CE; (3)

由(1)+(2)+(3),得

AM+AN+MB+MD+CN+NE>MD+DE+NE+BD+CE,

∴AB+AC>BD+DE+EC.

(方法2)如圖1-2, 延長BD交 AC于F,延長CE交BF于G,在△ABF和△GFC和△GDE中有:     

AB+AF> BD+DG+GF (三角形兩邊之和大于第三邊) (1)


GF+FC>GE+CE.(2)

DG+GE>DE.        (3)

由(1)+(2)+(3),得

AB+AF+GF+FC+DG+GE>BD+DG+GF+GE+CE+DE,

∴AB+AC>BD+DE+EC.

案例三

  在利用三角形的外角大于任何和它不相鄰的內(nèi)角時如直接證不出來時,可連接兩點或延長某邊,構(gòu)造三角形,使求證的大角在某個三角形的外角的位置上,小角處于這個三角形的內(nèi)角位置上,再利用外角與內(nèi)角的關(guān)系定理:


例如:如圖2-1:已知D為△ABC內(nèi)的任一點,求證:∠BDC>∠BAC。

  分析:因為∠BDC與∠BAC不在同一個三角形中,沒有直接的聯(lián)系,可適當(dāng)添加輔助線構(gòu)造新的三角形,使∠BDC處于在外角的位置,∠BAC處于在內(nèi)角的位置.


證法一:延長BD交AC于點E,這時∠BDC是△EDC的外角,

∴∠BDC>∠DEC,

同理∠DEC>∠BAC,

∴∠BDC>∠BAC.


證法二:連接AD,并延長交BC于F

∵∠BDF是△ABD的外角

∴∠BDF>∠BAD,

同理,∠CDF>∠CAD

∴∠BDF+∠CDF>∠BAD+∠CAD

即:∠BDC>∠BAC.


注意:利用三角形外角定理證明不等關(guān)系時,通常將大角放在某三角形的外角位置上,小角放在這個三角形的內(nèi)角位置上,再利用不等式性質(zhì)證明.


3.由中點想到的輔助線

     在三角形中,如果已知一點是三角形某一邊上的中點,那么首先應(yīng)該聯(lián)想到三角形的中線加倍延長中線及其相關(guān)性質(zhì)(等腰三角形底邊中線性質(zhì)),然后通過探索,找到解決問題的方法。


(1)中線把原三角形分成兩個面積相等的小三角形.

      即如圖1,AD是ΔABC的中線,則SΔABD= SΔACD = 1/2SΔABC(因為ΔABD與ΔACD是等底同高的).


例1 如圖2,ΔABC中,AD是中線,延長AD到E,使DE=AD,DF是ΔDCE的中線。已知ΔABC的面積為2,求:ΔCDF的面積.


(2)倍長中線

      已知中點、中線問題應(yīng)想到倍長中線,由中線的性質(zhì)可知,一條中線將中點所在的線段平分,可得到一組等邊,通過倍長中線又可得到一組等邊及對頂角,因而可以得到一組全等三角形.


      如圖,延長AD到E,使得AD=AE,連結(jié)BE.

4.其他輔助線做法

(1)延長已知邊構(gòu)造三角形

      在一些求證三角形問題中,延長某兩條線段(邊)相交,構(gòu)成一個封閉的圖形,可找到更多的相等關(guān)系,有助于問題的解決.


例4.如圖4,在△ABC中,AC=BC,∠B=90°,BD為∠ABC的平分線.若A點到直線BD的距離AD為a,求BE的長.

延長AD、BC交于F,

∵∠DAE+∠AED=90°,

∠CBE+∠BEC=90°,∠AED=∠BEC,

∴∠DAE=∠CBE,

又∵∠ACF=∠BCE=90°,AC=BC,

∴△ACF≌△BCE(AAS).

∴BE=AF.(全等三角形的對應(yīng)邊相等)

∵∠ABD=∠FBD,

∠ADB=∠FDB=90°,

BD=BD,

∴△ABD≌△FBD(AAS).

∴AD=FD=1/2AF, AD=a,

∴BE=2a.


(2)連接四邊形的對角線,把四邊形的問題轉(zhuǎn)化成為三角形來解決。


(3)連接已知點,構(gòu)造全等三角形

例如:已知:如圖10-1;AC、BD相交于O點,且AB=DC,AC=BD,求證:∠A=∠D.

  分析:要證∠A=∠D,可證它們所在的三角形△ABO和△DCO全等,而只有AB=DC和對頂角兩個條件,差一個條件,,難以證其全等,只有另尋其它的三角形全等,由AB=DC,AC=BD,若連接BC,則△ABC和△DCB全等,所以,證得∠A=∠D.


(4)取線段中點構(gòu)造全等三角形

例如:如圖11-1:AB=DC,∠A=∠D 求證:∠ABC=∠DCB.

  分析:由AB=DC,∠A=∠D,想到如取AD的中點N,連接NB,NC,再由SAS條件有△ABN≌△DCN,故BN=CN,∠ABN=∠DCN.下面只需證∠NBC=∠NCB,再取BC的中點M,連接MN,則由SSS公理有△NBM≌△NCM,所以∠NBC=∠NCB.

問題得證.

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