初中三角形中做辅助线技巧及典型例题.doc

三角形中做辅助线的技巧口诀： 三角形图中有角平分线，可向两边作垂线。也可将图对折看，对称以后关系现。角平分线平行线，等腰三角形来添。角平分线加垂线，三线合一试试看。线段垂直平分线，常向两端把线连。线段和差及倍半，延长缩短可试验。线段和差不等式，移到同一三角去。三角形中两中点，连接则成中位线。三角形中有中线，延长中线等中线。一、 由角平分线想到的辅助线 口诀：图中有角平分线，可向两边作垂线。也可将图对折看，对称以后关系现。角平分线平行线，等腰三角形来添。角平分线加垂线，三线合一试试看。角平分线具有两条性质：a、对称性；b、角平分线上的点到角两边的距离相等。对于有角平分线的辅助线的作法，一般有两种。从角平分线上一点向两边作垂线；利用角平分线，构造对称图形（如作法是在一侧的长边上截取短边）。通常情况下，出现了直角或是垂直等条件时，一般考虑作垂线；其它情况下考虑构造对称图形。至于选取哪种方法，要结合题目图形和已知条件。与角有关的辅助线（一）、截取构全等例1 如图1-2，AB/CD，BE平分BCD，CE平分BCD，点E在AD上，求证：BC=AB+CD。例2 已知：如图1-4，在ABC中，C=2B,AD平分BAC，求证：AB-AC=CD分析：此题的条件中还有角的平分线，在证明中还要用到构造全等三角形，此题还是证明线段的和差倍分问题。用到的是截取法来证明的，在长的线段上截取短的线段，来证明。试试看可否把短的延长来证明呢？（二）、角分线上点向角两边作垂线构全等过角平分线上一点向角两边作垂线，利用角平分线上的点到两边距离相等的性质来证明问题。例1 如图2-1，已知ABAD, BAC=FAC,CD=BC。求证：ADC+B=180分析：可由C向BAD的两边作垂线。近而证ADC与B之和为平角。例2 已知如图2-3，ABC的角平分线BM、CN相交于点P。求证：BAC的平分线也经过点P。分析：连接AP，证AP平分BAC即可，也就是证P到AB、AC的距离相等。练习：1如图2-4AOP=BOP=15，PC/OA，PDOA， 如果PC=4，则PD=（ ） A 4 B 3 C 2 D 12.已知：如图2-6,在正方形ABCD中，E为CD 的中点，F为BC 上的点，FAE=DAE。求证：AF=AD+CF。 3.已知：如图2-7，在RtABC中，ACB=90,CDAB，垂足为D，AE平分CAB交CD于F，过F作FH/AB交BC于H。求证CF=BH。（三）：作角平分线的垂线构造等腰三角形从角的一边上的一点作角平分线的垂线，使之与角的两边相交，则截得一个等腰三角形，垂足为底边上的中点，该角平分线又成为底边上的中线和高，以利用中位线的性质与等腰三角形的三线合一的性质。（如果题目中有垂直于角平分线的线段，则延长该线段与角的另一边相交）。例1 已知：如图3-1，BAD=DAC，ABAC,CDAD于D，H是BC中点。求证：DH=（AB-AC）分析：延长CD交AB于点E，则可得全等三角形。问题可证。例2.已知：如图3-2，AB=AC，BAC=90，AD为ABC的平分线，CEBE.求证：BD=2CE。分析：给出了角平分线给出了边上的一点作角平分线的垂线，可延长此垂线与另外一边相交，近而构造出等腰三角形。例3已知：如图3-3在ABC中，AD、AE分别BAC的内、外角平分线，过顶点B作BFAD，交AD的延长线于F，连结FC并延长交AE于M。求证：AM=ME。分析：由AD、AE是BAC内外角平分线，可得EAAF，从而有BF/AE，所以想到利用比例线段证相等。例3 已知：如图3-4，在ABC中，AD平分BAC，AD=AB，CMAD交AD延长线于M。求证：AM=（AB+AC）分析：题设中给出了角平分线AD，自然想到以AD为轴作对称变换，作ABD关于AD的对称AED，然后只需证DM=EC，另外由求证的结果AM=（AB+AC），即2AM=AB+AC，也可尝试作ACM关于CM的对称FCM，然后只需证DF=CF即可。练习：1 已知：在ABC中，AB=5，AC=3，D是BC中点，AE是BAC的平分线，且CEAE于E，连接DE，求DE。2 已知BE、BF分别是ABC的ABC的内角与外角的平分线，AFBF于F，AEBE于E，连接EF分别交AB、AC于M、N，求证MN=BC（四）、以角分线上一点做角的另一边的平行线有角平分线时，常过角平分线上的一点作角的一边的平行线，从而构造等腰三角形。或通过一边上的点作角平分线的平行线与另外一边的反向延长线相交，从而也构造等腰三角形。如图4-1和图4-2所示。BDCA例1 如图，BCBA，BD平分ABC，且AD=CD，求证：A+C=180。ABECD例2 如图，ABCD，AE、DE分别平分BAD各ADE，求证：AD=AB+CD。练习：1. 已知，如图，C=2A，AC=2BC。求证：ABC是直角三角形。ABCD2已知：如图，AB=2AC，1=2，DA=DB，求证：DCACAEBDCABDC12CAB 3已知CE、AD是ABC的角平分线，B=60，求证：AC=AE+CD4已知：如图在ABC中，A=90，AB=AC，BD是ABC的平分线，求证：BC=AB+AD二、 由线段和差想到的辅助线口诀：线段和差及倍半，延长缩短可试验。线段和差不等式，移到同一三角去。遇到求证一条线段等于另两条线段之和时，一般方法是截长补短法：1、截长：在长线段中截取一段等于另两条中的一条，然后证明剩下部分等于另一条；2、补短：将一条短线段延长，延长部分等于另一条短线段，然后证明新线段等于长线段。对于证明有关线段和差的不等式，通常会联系到三角形中两线段之和大于第三边、之差小于第三边，故可想办法放在一个三角形中证明。一、 在利用三角形三边关系证明线段不等关系时，如直接证不出来，可连接两点或廷长某边构成三角形，使结论中出现的线段在一个或几个三角形中，再运用三角形三边的不等关系证明，如：例1、 已知如图1-1：D、E为ABC内两点,求证:AB+ACBD+DE+CE.二、 在利用三角形的外角大于任何和它不相邻的内角时如直接证不出来时，可连接两点或延长某边，构造三角形，使求证的大角在某个三角形的外角的位置上，小角处于这个三角形的内角位置上，再利用外角定理：例如：如图2-1：已知D为ABC内的任一点，求证：BDCBAC。分析：因为BDC与BAC不在同个三角形中，没有直接的联系，可适当添加辅助线构造新的三角形，使BDC处于在外角的位置，BAC处于在内角的位置；注意：利用三角形外角定理证明不等关系时，通常将大角放在某三角形的外角位置上，小角放在这个三角形的内角位置上，再利用不等式性质证明。三、 有角平分线时，通常在角的两边截取相等的线段，构造全等三角形，如：例如：如图3-1：已知AD为ABC的中线，且1=2,3=4,求证：BE+CFEF。分析：要证BE+CFEF，可利用三角形三边关系定理证明，须把BE，CF，EF移到同一个三角形中，而由已知1=2，3=4，可在角的两边截取相等的线段，利用三角形全等对应边相等，把EN，FN，EF移到同个三角形中。注意：当证题有角平分线时，常可考虑在角的两边截取相等的线段，构造全等三角形，然后用全等三角形的对应性质得到相等元素。三、截长补短法作辅助线。例如：已知如图6-1：在ABC中，ABAC，1=2，P为AD上任一点求证：AB-ACPB-PC。分析：要证：AB-ACPB-PC，想到利用三角形三边关系，定理证之，因为欲证的线段之差，故用两边之差小于第三边，从而想到构造第三边AB-AC，故可在AB上截取AN等于AC，得AB-AC=BN，再连接PN，则PC=PN，又在PNB中，PB-PNPB-PC。例1如图，AC平分BAD，CEAB，且B+D=180，求证：AE=AD+BE。DAECB例2如图，在四边形ABCD中，AC平分BAD，CEAB于E，AD+AB=2AE，求证：ADC+B=180例3已知：如图，等腰三角形ABC中，AB=AC，A=108，BD平分ABC。DCBA求证：BC=AB+DC。MBDCA例4如图，已知RtABC中，ACB=90，AD是CAB的平分线，DMAB于M，且AM=MB。求证：CD=DB。【夯实基础】例：中，AD是的平分线，且BD=CD，求证AB=AC【方法精讲】常用辅助线添加方法倍长中线 ABC中 方式1： 延长AD到E， AD是BC边中线 使DE=AD， 连接BE 方式2：间接倍长 作CFAD于F， 延长MD到N， 作BEAD的延长线于E 使DN=MD，连接BE 连接CD【经典例题】例1：ABC中，AB=5，AC=3，求中线AD的取值范围提示：画出图形，倍长中线AD，利用三角形两边之和大于第三边例2：已知在ABC中，AB=AC，D在AB上，E在AC的延长线上，DE交BC于F，且DF=EF，求证：BD=CE方法1：过D作DGAE交BC于G，证明DGFCEF方法2：过E作EGAB交BC的延长线于G，证明EFGDFB方法3：过D作DGBC于G，过E作EHBC的延长线于H 证明BDGECH例3：已知在ABC中，AD是BC边上的中线，E是AD上一点，且BE=AC，延长BE交AC于F，求证：AF=EF提示：倍长AD至G，连接BG，证明BDGCDA 三角形BEG是等腰三角形例4：已知：如图，在中，D、E在BC上，且DE=EC，过D作交AE于点F，DF=AC.求证：AE平分提示：方法1：倍长AE至G，连结DG方法2：倍长FE至H，连结CH例5：已知CD=AB，BDA=BAD，AE是ABD的中线，求证：C=BAE提示：倍长AE至F，连结DF 证明ABEFDE（SAS）进而证明ADFADC（SAS）【融会贯通】1、在四边形ABCD中，ABDC，E为BC边的中点，BAE=EAF，AF与DC的延长线相交于点F。试探究线段AB与AF、CF之间的数量关系，并证明你的结论提示：延长AE、DF交于G 证明AB=GC、AF=GF 所以AB=AF+FC2、如图，AD为的中线，DE平分交AB于E，DF平分交AC于F. 求证：提示：方法1：在DA上截取DG=BD，连结EG、FG证明BDEGDE DCFDGF 所以BE=EG、CF=FG利用三角形两边之和大于第三边方法2：倍长ED至H，连结CH、FH证明FH=EF、CH=BE利用三角形两边之和大于第三边3、已知：如图，DABC中，C=90，CMAB于M，AT平分BAC交CM于D，交BC于T，过D作DE/AB交BC于E，求证：CT=BE.提示：过T作TNAB于N 证明BTNECD四、 由中点想到的辅助线 口诀：三角形中两中点，连接则成中位线。三角形中有中线，延长中线等中线。在三角形中，如果已知一点是三角形某一边上的中点，那么首先应该联想到三角形的中线、中位线、加倍延长中线及其相关性质（直角三角形斜边中线性质、等腰三角形底边中线性质），然后通过探索，找到解决问题的方法。（一）、中线把原三角形分成两个面积相等的小三角形即如图1，AD是ABC的中线，则SABD=SACD=SABC（因为ABD与ACD是等底同高的）。例1如图2，ABC中，AD是中线，延长AD到E，使DE=AD，DF是DCE的中线。已知ABC的面积为2，求：CDF的面积。解：因为AD是ABC的中线，所以SACD=SABC=2=1，又因CD是ACE的中线，故SCDE=SACD=1，因DF是CDE的中线，所以SCDF=SCDE=1=。CDF的面积为。（二）、由中点应想到利用三角形的中位线例2如图3，在四边形ABCD中，AB=CD，E、F分别是BC、AD的中点，BA、CD的延长线分别交EF的延长线G、H。求证：BGE=CHE。证明：连结BD，并取BD的中点为M，连结ME、MF，ME是BCD的中位线，MECD，MEF=CHE，MF是ABD的中位线，MFAB，MFE=BGE，AB=CD，ME=MF，MEF=MFE，从而BGE=CHE。（三）、由中线应想到延长中线例3图4，已知ABC中，AB=5，AC=3，连BC上的中线AD=2，求BC的长。解：延长AD到E，使DE=AD，则AE=2AD=22=4。在ACD和EBD中，AD=ED，ADC=EDB，CD=BD，ACDEBD，AC=BE，从而BE=AC=3。在ABE中，因AE2+BE2=42+32=25=AB2，故E=90，BD=，故BC=2BD=2。例4如图5，已知ABC中，AD是BAC的平分线，AD又是BC边上的中线。求证：ABC是等腰三角形。证明：延长AD到E，使DE=AD。仿例3可证：BEDCAD，故EB=AC，E=2，又1=2，1=E，AB=EB，从而AB=AC，即ABC是等腰三角形。（四）、直角三角形斜边中线的性质例5如图6，已知梯形ABCD中，AB/DC，ACBC，ADBD，求证：AC=BD。证明：取AB的中点E，连结DE、CE，则DE、CE分别为RtABD，RtABC斜边AB上的中线，故DE=CE=AB，因此CDE=DCE。AB/DC，CDE=1，DCE=2，1=2，在ADE和BCE中，DE=CE，1=2，AE=BE，ADEBCE，AD=BC，从而梯形ABCD是等腰梯形，因此AC=BD。（五）、角平分线且垂直一线段，应想到等腰三角形的中线例6如图7，ABC是等腰直角三角形，BAC=90，BD平分ABC交AC于点D，CE垂直于BD，交BD的延长线于点E。求证：BD=2CE。证明：延长BA，CE交于点F，在BEF和BEC中，1=2，BE=BE，BEF=BEC=90，BEFBEC，EF=EC，从而CF=2CE。又1+F=3+F=90，故1=3。在ABD和ACF中，1=3，AB=AC，BAD=CAF=90，ABDACF，BD=CF，BD=2CE。注：此例中BE是等腰BCF的底边CF的中线。（六）中线延长口诀：三角形中有中线，延长中线等中线。题目中如果出现了三角形的中线，常延长加倍此线段，再将端点连结，便可得到全等三角形。例一：如图4-1：AD为ABC的中线，且1=2，3=4，求证：BE+CFEF。证明：廷长ED至M，使DM=DE，连接CM，MF。在BDE和CDM中，BD=CD（中点定义）1=5（对顶角相等）ED=MD（辅助线作法）BDECDM（SAS）又1=2，3=4（已知）1+2+3+4=180（平角的定义）3+2=90即：EDF=90FDM=EDF=90在EDF和MDF中ED=MD（辅助线作法）EDF=FDM（已证）DF=DF（公共边）EDFMDF（SAS）EF=MF（全等三角形对应边相等）在CMF中，CF+CMMF（三角形两边之和大于第三边）BE+CFEF上题也可加倍FD，证法同上。注意：当涉及到有以线段中点为端点的线段时，可通过延长加倍此线段，构造全等三角形，使题中分散的条件集中。例二：如图5-1：AD为ABC的中线，求证：AB+AC2AD。分析：要证AB+AC2AD，由图想到：AB+BDAD,AC+CDAD，所以有AB+AC+BD+CDAD+AD=2AD，左边比要证结论多BD+CD，故不能直接证出此题，而由2AD想到要构造2AD，即加倍中线，把所要证的线段转移到同一个三角形中去证明：延长AD至E，使DE=AD，连接BE，CEAD为ABC的中线（已知）BD=CD（中线定义）在ACD和EBD中BD=CD（已证）1=2（对顶角相等）AD=ED（辅助线作法）ACDEBD（SAS）BE=CA（全等三角形对应边相等）在ABE中有：AB+BEAE（三角形两边之和大于第三边）AB+AC2AD。练习：DMCDEDADBD1 如图，AB=6，AC=8，D为BC 的中点，求AD的取值范围。BECDABADC862 如图，AB=CD，E为BC的中点，BAC=BCA，求证：AD=2AE。3 如图，AB=AC，AD=AE，M为BE中点，BAC=DAE=90。求证：AMDC。4，已知ABC，AD是BC边上的中线，分别以AB边、AC边为直角边各向外作等腰直角三角形，如图5-2，求证EF=2AD。ABDCEF 5已知：如图AD为ABC的中线，AE=EF，求证：BF=AC 常见辅助线的作法有以下几种：1) 遇到等腰三角形，可作底边上的高，利用“三线合一”的性质解题，思维模式是全等变换中的“对折”2) 遇到三角形的中线，倍长中线，使延长线段与原中线长相等，构造全等三角形，利用的思维模式是全等变换中的“旋转”3) 遇到角平分线，可以自角平分线上的某一点向角的两边作垂线，利用的思维模式是三角形全等变换中的“对折”，所考知识点常常是角平分线的性质定理或逆定理4) 过图形上某一点作特定的平分线，构造全等三角形，利用的思维模式是全等变换中的“平移”或“翻转折叠”5) 截长法与补短法，具体做法是在某条线段上截取一条线段与特定线段相等，或是将某条线段延长，是之与特定线段相等，再利用三角形全等的有关性质加以说明这种作法，适合于证明线段的和、差、倍、分等类的题目特殊方法：在求有关三角形的定值一类的问题时，常把某点到原三角形各顶点的线段连接起来，利用三角形面积的知识解答（一）、倍长中线（线段）造全等1：（“希望杯”试题）已知，如图ABC中，AB=5，AC=3，则中线AD的取值范围是_. 2：如图，ABC中，E、F分别在AB、AC上，DEDF，D是中点，试比较BE+CF与EF的大小.3：如图，ABC中，BD=DC=AC，E是DC的中点，求证：AD平分BAE.中考应用（09崇文二模）以的两边AB、AC为腰分别向外作等腰Rt和等腰Rt，连接DE，M、N分别是BC、DE的中点探究：AM与DE的位置关系及数量关系（1）如图 当为直角三角形时，AM与DE的位置关系是 ，线段AM与DE的数量关系是 ；（2）将图中的等腰Rt绕点A沿逆时针方向旋转(090)后，如图所示，（1）问中得到的两个结论是否发生改变？并说明理由（二）、截长补短1.如图，中，AB=2AC，AD平分，且AD=BD，求证：CDAC2：如图，ACBD，EA,EB分别平分CAB,DBA，CD过点E，求证;ABAC+BD3：如图，已知在内，P，Q分别在BC，CA上，并且AP，BQ分别是，的角平分线。求证：BQ+AQ=AB+BP4：如图，在四边形ABCD中，BCBA,ADCD，BD平分，求证：5:如图在ABC中，ABAC，12，P为AD上任意一点，求证;AB-ACPB-PC中考应用（08海淀一模）例题讲解：一、利用转化倍角，构造等腰三角形当一个三角形中出现一个角是另一个角的2倍时，我们就可以通过转化倍角寻找到等腰三角形.如图中，若ABC2C，如果作BD平分ABC，则DBC是等腰三角形；如图中，若ABC2C，如果延长线CB到D，使BDBA，连结AD，则ADC是等腰三角形；BCDABCDABCDA如图中，若B2ACB，如果以C为角的顶点，CA为角的一边，在形外作ACDACB，交BA的延长线于点D，则DBC是等腰三角形.DCBA1、如图，ABC中，ABAC，BDAC交AC于D.求证：DBCBAC.ABC2、如图，ABC中，ACB2B，BC2AC.求证：A90.二、利用角平分线+平行线，构造等腰三角形当一个三角形中出现角平分线和平行线时，我们就可以寻找到等腰三角形.如图中，若AD平分BAC，ADEC，则ACE是等腰三角形；如图中，AD平分BAC，DEAC，则ADE是等腰三角形；如图中，AD平分BAC，CEAB，则ACE是等腰三角形；ADCBEECBDABACDEABFCDEG如图中，AD平分BAC，EFAD，则AGE是等腰三角形.3、如图，ABC中，ABAC，在AC上取点P，过点P作EFBC，交BA的延长线于点E，垂足为点F.求证：.AEAP.E图1ABCD4、如图，ABC中，AD平分BAC，E、F分别在BD、AD上，且DECD，EFAC.图2BFDCAFCDEBAFBACPE求证：EFAB.三、利用角平分线+垂线，构造等腰三角形当一个三角形中出现角平分线和垂线时，我们就可以寻找到等腰三角形.如图1中，若AD平分BAC，ADDC，则AEC是等腰三角形.ABCDE5、如图2，已知等腰RtABC中，ABAC，BAC90，BF平分ABC，CDBD交BF的延长线于D。求证： BF2CD.四：其他方法总结1截长补短法6、如图，已知：正方形ABCD中，BAC的平分线交BC于E，求证：AB+BE=AC2倍长中线法题中条件若有中线，可延长一倍，以构造全等三角形，从而将分散条件集中在一个三角形内。EABCDF 7、如图（7）AD是ABC的中线，BE交AC于E，交AD于F，且AE=EF求证：AC=BFAE8、已知ABC，AD是BC边上的中线，分别以AB边、AC边为直角边各向外作等腰直角三角形，如图,求证EF2AD。 FBDC3平行线法（或平移法） 若题设中含有中点可以试过中点作平行线或中位线，对Rt,有时可作出斜边的中线9、ABC中，BAC=60，C=40AP平分BAC交BC于P，BQ平分ABC交AC于Q， 求证：AB+BP=BQ+AQABCPQOOABCPQD图（1）ABCPQDE图（2）O说明：本题也可以在AB截取AD=AQ，连OD，构造全等三角形，即“截长补短法” 本题利用“平行法”解法也较多，举例如下： 如图（1），过O作ODBC交AC于D，则ADOABO来解决ABCPQ图（3）DO如图（2），过O作DEBC交AB于D，交AC于E，则ADOAQO，ABOAEO来解决ABCPQ图（4）DO 如图（3），过P作PDBQ交AB的延长线于D，则APDAPC来解决 如图（4），过P作PDBQ交AC于D，则ABPADP来解决 ABCDM10、已知：如图，在ABC中，A的平分线AD交BC于D，且AB=AD，作CMAD交AD的延长于M求证：AM=（AB+AC）巩固练习1、（2009年浙江省绍兴市）如图，分别为的，边的中点，将此三角形沿折叠，使点落在边上的点处若，则等于（ ）A B C DCDBA ABCD2（2009柳州）如图所示，图中三角形的个数共有（ ）A1个 B2个 C3 个 D4个3、 (2009宁夏)如图，的周长为32，且于，的周长为24，那么的长为4、(09年达州)长度为2、3、4、5的四条线段，从中任取三条线段能组成三角形的概率是_CABEDO5、如图，在ABC中，ADBC于D，且ABC2C.求证：CDAB+BD.DCBA6、如图，在ABC中，BAC、BCA的平分线相交于点O，过点O作DEAC，分别交AB、BC于点D、E.试猜想线段AD、CE、DE的数量关系，并说明你的猜想理由.7、（2009年长沙）如图，是平行四边形对角线上两点，求证：DCABEF8、AD为 ABC的中线，求证：ABAC2AD。9、已知D为ABC内的任一点，求证：BDCBAC。10、(2009年宁德市)如图（1），已知正方形ABCD在直线MN的上方，BC在直线MN上，E是BC上一点，以AE为边在直线MN的上方作正方形AEFG（1）连接GD，求证：ADGABE；（2）连接FC，观察并猜测FCN的度数，并说明理由；（3）如图（2），将图（1）中正方形ABCD改为矩形ABCD，AB=a，BC=b（a、b为常数），E是线段BC上一动点（不含端点B、C），以AE为边在直线MN的上方作矩形AEFG，使顶点G恰好落在射线CD上判断当点E由B向C运动时，FCN的大小是否总保持变图（2）MBEACDFGNNMBEACDFG图（1）（1）遇到等腰三角形，可作底边上的高，利用“三线合一”的性质解题，思维模式是全等变换中的“对折”。1、已知，如图1，在四边形ABCD中，BCAB，AD=DC，BD平分ABC。求证：BAD+BCD=180。2、已知，如图2，1=2，P为BN上一点，且PDBC于点D，AB+BC=2BD。求证：BAP+BCP=180。3、已知，如图3，在ABC中，C2B，12。求证：AB=AC+CD。16 / 16