今天的全等三角形的经典例题依然是求证线段关系,那么按照《基本图形分析法》分析"三步曲"。首先,就是明白该从哪入手,也就是知晓是否添加辅助线,从而得到求证的对应相等线段。其次,根据设想的关系进行一步步的分析和证明,这其中的关键就是明白各个基本图形的性质和定义。最后,利用已证的条件应该怎么想到关键的线段相等关系。
例10 如图5-26,已知:△ABC中,∠B=60°,角平分线AD、CE相交于F。求证:AC=AE+CD。
图5-26
分析:本题要证AC=AE+CD,是一条线段等于两条线段的和,所以可根据线段和的定义,在AC上截取AG=AE(如图5-27),然后证明CG=CD。
图5-27
由条件AD是角平分线,所以AG和AE这两条相等线段就是关于AD成轴对称的,从而就可添加轴对称型全等三角形进行证明,于是联结FG(如图5-27),由AE=AG,∠EAF=∠GAF和AF=AF,即可证得△EAF≌△GAF。
现在要证的结论是CG=CD,而已知CE是角平分线,所以CG、CD这两条相等线段也是关于CE成轴对称的,从而也可应用轴对称型全等三角形进行证明,也就是应证△CGF≌△CDF。而在这两个三角形中,已经有的条件是∠GCF=∠DCF,CF=CF,所以还要证明一个性质。由于CG=CD是结论,不能用。而GF=DF,即使证明了相等,出现的也是两边和其中一边的对角对应相等,还不能证明这两个三角形全等,所以第三个条件只能是证明一组角对应相等于是就应证∠DFC=∠GFC,或∠FDC=∠FCG,实际上这两个性质是等价的,所以可证明其中的任意一个。若证 ∠DFC=∠GFC,则由AD、CE相交于F,可得∠DFC=∠EFA,也就等于∠GFA,或者也就是这四个角都相等,但E、F、C成一直线,∠EFA+∠GFA十∠GFC=180°,所以问题也就成为要证∠GFC和∠DFC都等于60°
由条件∠B=60°,所以在△ABC中就可得∠BAC+∠BCA=180°-60°=120°,而AD、CE是角平分线,就有∠FAC+∠FCA=1/2·(∠BAC+∠BCA)=1/2·120°=60°,那么,在△FAC中就有∠AFC=180°-(∠FAC+∠FCA)=180°-60°=120°。而已知C、F、E成一直线,所以∠EFA=180°-∠AFC=180°-120°=60°,而∠GFA=∠EFA=60°,从而就可得∠GFC=180°-(∠EFA+∠GFA)=180°-(60°+60°)=60°,而∠DFC也等于∠EFA,所以就可得∠GFC=∠DFC,从而就可完成分析。
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