三角形全等的应用3 证多条线段之间的和差倍分及不等关系(含详细解答)
ipad如何截图-
四、利用全等三角形证线段之间的和差
倍分问
题
证一条线段等于其它两条线段的和或差,
< br>常将其转化成证明线段的相等问题,
常
用的方法如下:<
/p>
(1)
利用图形中已有的线段和差关系进行证明。
(2)
延长一条线段,
作出两
条线段的和,
然后证明这条线段等于第三条线段。
(3)
在第三条线段上截取一段等于第一条线段,然后
证余下的线段等于第二
条线段。
后两种方法,就是通常所说的截长补短。
已知:如图在△ABC
中,∠ABC
的平分线与
例
1.
分析:
要证
EF=BE-
CF
,而图中
EF=ED-FD
,若证
出
BE=ED
,
CF=FD
,则此
∠ACB
相邻外角∠ACG
的平分线相交于
D
,
DE∥B
C
交
AB
于
E
,交
AC
于
F
,求证:
EF=BE-CF
题可证出。
(证明略)
例
2.
已知:
如
图,
四边形
ABCD
中,
AC
平分∠
BAD
,
CE
⊥
AB
于
E
,且∠
B+
∠
p>
D=180
°
,求证:
AE=AD+BE
分析:
要证
AE=AD+BE
,则可转化为证
AE-
BE=AD
,则需找到一条线段使它等于
AE-BE
,再证其与
AD
相等,在
EA
上截取
EF=BE
,连结
CF
,问题转化为证
AF=AD
,
即要证出
△
AFC
≌
△
ADC
p>
证明:
在
EA
上截
取
EF=BE
,连结
CF
∵
CE
⊥<
/p>
AB
于
E
(已知
)
∴
CF=CB
(在线段垂直平分线上的点,到线段两个端点的距离相等)
∴
p>
∠
1=
∠
B
(等边对等角)
∵
∠
p>
1+
∠
2=180
°
(平角定义)
∠
p>
B+
∠
D=180
°
(已知)
1
∴
p>
∠
2=
∠
D
(等角的补角相等)
(再往下证明略)
3.
如图,△
ABC
是等边三角形,∠
< br>BDC=12
0
°
,且
BD=CD,
∠
MDN=6
0
°
,
AB=12cm.
(1)
证明
MN=BM
+
NC.
(
2
)求△
AMN
的周长。
(
3
)若点
M
、
N
分别是
AB
、
CA
延长线上的
点,
,请说明
BM
、
MN
、
NC
之间的关系。
分析:
(
1
)证明
MN=BM
+<
/p>
NC.
是典型的三条线段之间的关系的题型,这种题型一般是采用
“截长补短法”来证明。
“截长法”是在最长的线段
MN
上找一点
F
,将
p>
MN
截为两部分
(
如
图
4)
,比如截为
< br>MN=MF
+
NF,
且使
MF=BM
(或
NF=NC
< br>)
.
再求证剩余的线段
NF=N
C
,从
而得到
MN=BM
+
NC
。证两条线段相等通常是通过两三角形全等来
实现,本题是通过证明
△
BDM
≌△<
/p>
FDM
和△
FDN
≌△
CDN
来实现
(
如图
4)
;
而本题给出的已知
条件不能证明
△
BDM
≌△
FDM
和△
FDN
≌△<
/p>
CDN
,所以
不适用于用截长法来证明。
“补短法”是将两条短线段中的任意一条
NC
(或
BM
)延长,比如延长<
/p>
NC
到
E
,使<
/p>
CE=BM.(
或延长
MB
到
H,
使
BH=NC),<
/p>
再证明
MN=NE(
或证明
MN=MH),
从而得到
MN=BM
+
NC
。证两条线段相等通常是通过两三角形全等来实
现,本题是通过证明
△
DBM
≌△
p>
DCE
和
△
MDN
≌△
EDN
来实现。
< br>(
如图
3)
;
< br>或者如图
0
通过证明△
DBH<
/p>
≌△
DCN
和△
MDH
≌△
MDN
来实现。
2
本题已知适用于
“补短法”
。在实际做题时要根据具体的已知条件来选择截长还是补短法。
无论是“截长法”还是“补短法”其目的是将三条线段和的关系
MN=BM<
/p>
+
NC.
转化为
求两
条线段的相等关系,
而证两条线段相等是最基本的题型。<
/p>
证明两条线段相等的方法通常有证
两三角形全等,
则对应边相等;
或证明两条线段是等腰三角形的两腰相等,
或等边三角形的
任意两边相等;或两条线段是角平分线到角的两边的距离相等等。<
/p>
(
2
)求△<
/p>
AMN
的周长。
我们来看图
1
,求△
AMN
的周长,粗看三条边
AM,AN,MN
和长短都
不知道,无法求周长
AM
+
MN
+
AN
。而已知
p>
AB=12cm.
解题的关键
是如何找到要
求的量
AM,AN,MN
和已知量
AB
之间的等量关系。在
第(
1
)小题中我们已经证明了
MN=BM
+
NC
。而从图中可以看
出
AM
+
MB=AB,AN
+
NC=AC=AB.
所以
AM
+
MN
+
AN=AM
+
MB
+
NC
+
AN=AB
+
AC=2A
B=24cm.
这小题是求三条线段的和的题型,通
常解题的技
巧是通过等量代换的方法找到要求的量与已知量之
间的等量关系,从而使问题得到解答。
(
3
)若点
M
、
N
分别是
AB
、
CA
延
长线上的
点,
,请说明
BM
、
MN
、
NC
之间的关系。
分析:
(
1
)首先确定题型,本题属于确定三
条线段之间关系的题型。
(
2
)
确定三条线段之间关系分为两类:
一种是相等关系,
< br>即
MN=BM
+
NC
;另一种是不等关系,即
MN
<
< br>BM
+
NC
;
< br>(为什么是
MN
最
长呢?通过观
察得到的)
。
(
3
)根据已知条件分析属于哪一种,我们
先假设相等,将
NC
延长至
D
,使
CD=BM,
由已知
AB=AC,
所以
有
AB
+
BM=AC
< br>+
CD,
即
AM=AD,
所以∠
AMD=
∠
A
DM,
所以∠
NMD
>
∠
ADM,
所以
MN
AD,
MN
BM
+
NC
。
所以三条线段只能是不等关
系。
(
4
)要证三条线段是不等关系,就要把三条线段想办法放在同
一个三角形中去。所以必须要选定一个三角形,这个三角形怎么选
呢?我们要
看这三条线段最集中在哪个三角形中,就选定哪个三角
形。比如本题,三条线段中
MN
,
BM
都在△<
/p>
NMA
中,且第三条线
段
NC
的一部分
NA
也在△
p>
NMA
中,
所以就选定△
< br>NMA
。
然后我们
观察到在△<
/p>
NMA
中,只有线段
AB
没有着落,且三条线段中只能
NC
中的一部分
AC
没有着落,
对比这两条线段,
可以猜想它们相等,
即
AB=AC
< br>。可以利用等量代换的方法将
AC
代换到
AB
,
(
要证
AB=AC,
最常用的方法就是证两个三角形全等其对应边相等,
或等腰
或等边三角形两腰相等等方法实现。
)
就实现了将三条线段放在同一
个三角形中了。然后再利用三角形三边不
等关系得证。
3
p>
证明:
BM
、
MN
、
NC
之间的关系是
< br>MN
<
BM
+
< br>NC
;
在△
< br>NMA
中,有
MN
<
AM
+
NA,
因为
p>
AB=AC,
所以
AM=BM
+
AB=BM
+
AC, <
/p>
所以
MN
<
BM
+
AC
+
NA
,
而
NC=NA
+
AC,
所以
MN
<
BM
+
NC
证明三条线段之间的不等关系
p>
1.
如图,已知△
ABC
< br>是等腰三角形,且
AB=AC,
若点
M
、
N
分别是
AB
、
CA
延长线上的点,
,
请说明
BM
、
p>
MN
、
NC
之间的
关系。
分析:
(
1
)首先确定题型,本题属于确定三条线段之间关系的题
型。
(
2
)确定三条线段之间
关系分为两类:一种是相等关系,即
MN=BM
+
NC
;另一种是不等关系,即
MN<
/p>
<
BM
+
NC<
/p>
;
(为什么是
MN
最长呢?通过观察得到的)
。
(
3<
/p>
)根据已知条件分析属于哪一种,我们
先假设相等,将
NC
延长至
D
,使
CD=BM,
由已知
AB=AC,
所以有
AB
+
BM=AC
+
CD,
即
A
M=AD,
所以∠
AMD=
∠
ADM,
所以∠
NMD
>
∠
ADM,
所以
MN
AD,
MN
BM
+
NC
。
所以三
条线段只能是不等关系。
(
4
)
要证三条线段是不等关系,
就要把三条线段想办法放在同一个
三角形中去。
所以必须要选定一个三角形,
这个三角形怎么选呢?我们要看这三条线段最集<
/p>
中在哪个三角形中,就选定哪个三角形。比如本题,三条线段中
M
N
,
BM
都在△
NMA
中,
且第三条线段
NC
的一部分
NA
也在△
NMA
中,所以就选定△
NMA
。然后
我们观察到在△
NMA
中,只有线段
A
B
没有着落,且三条线段中只能
NC
中
的一部分
AC
没有着落,对比
这两条线
段,可以猜想它们相等,即
AB=AC
。可以利用等量代换的方
法将
AC
代换到
AB
< br>,
4
(
要证
AB=AC,
最常用的方法
就是证两个三角形全等其对应边相等,或等腰或等边三角形两
腰相等等方法实现。
)
就实现了将三条线段放在同一个三角形中了。然后再利用三角形三边
不等关系得证。
证明:
BM
、
MN
、
NC
之间的关系是
MN
<<
/p>
BM
+
NC
;<
/p>
在△
NMA
中
,有
MN
<
AM
+
NA,
因为
AB=AC,
所以
AM=BM
+
A
B=BM
+
AC,
所以
MN
<
BM
+
AC
+
NA,
而
NC=NA
+
AC,
所
以
MN
<
BM
+
NC
3.
如图
3
,点
P
是
△
ABC
的外角∠
< br>DAC
平分线上一点,你能比较
PB
+
PC
与
AB
+
AC
的大小关
系吗?说明你的理
由。
(卷子)
解:延长
BA
到点
F
,使
AF=AC,
连接
PF
∵
点
P
是
△
ABC
的外角∠
DAC
平分线上一点,∴
AP
平分∠
DAC
∴∠
PAF=
∠
PAC
< br>
AF
AC
< br>
在△
PAF
与△
PAC
中
PAF
PAC
∴
△
PAF
≌△
PAC
∴
PF=PC
PA
<
/p>
PA
∴
PB<
/p>
+
PC=PB
+
PF
∵
AF=AC
∴
BF=AB
+
AF=AB
+
AC
在△
BPF
中∵
BF
<
PB
+
PF
p>
∴
AB
+
AC
p>
<
PB
+
PC
总结:
判断几条(三条或四条)线段之间的大小关系,通常是将这几条线段
通过等量关系放在
同一个三角形中,运用三角形三边关系判断它们之间的大小关系。这种
等量关系通常是通
过证明三角形全等来实现的。这个过程了是转化思想的运用。
3-1.
如图
3-1
< br>,在△
ABC
中,
AB
>
AC,
∠
1=
∠
2,P
为
AD
p>
上任意一点,求证:
AB
-
AC
>
PB
-
PC.
(教材全解
43
页)<
/p>
5