中考数学：证明线段相等的一些常见方法

证明线段相等的一些常见方法

证明线段相等，是初中阶段学生学习几何后经常遇到的一类问题，是学生学习几何的常见入门题，也是学生后继学习的基础.本文以一道题为例，介绍证明线段相等的常见方法.

问题如图1，在四边形ABCD 中，105ACB BAD ∠=∠=︒，45ABC ABD ∠=∠=︒，求证：CD AB =方法1如图2，过点C 作CE AB ⊥于点E ，再过点A 作AF CD ⊥于点F .

则可证ACE ACF

∆≅∆于是有CE CF AF AE ==，.

45ABC ABD ∠=∠=︒

CE CF AF AE

∴==，得AB CD

=方法2如图3，过C 点作AB 的平行线交AD 于M 点，则由条件，易得

30ACM BAC DCM ∠=∠=∠=︒，

75AMC CAM ∠=∠=︒

AC CM

∴=ABC CDM ∴∆≅∆，于是有AB CD

=方法3如图4，过点A 作CD 的垂线交BC 的延长线于E 点.

10545ACB ABC ∠=︒∠=︒

，30BAC ∴∠=︒

10545BAD ADC ∠=︒∠=︒

，7560DAC ACD ∴∠=︒∠=︒

，30CAE ∴∠=︒

75AEC ACE AE AC

∴∠=∠=︒=，故由ABE CDA ∆≅∆，得AB CD

=

方法4如图5，过A 作AE DC ⊥于点E ，并延长到点N ，使AN AB =，连CN ，则有ABC ANC

∆≅∆45N D ∴∠=∠=︒

DE AE EN EC

∴==，DC AN AB

∴==方法5如图6，过点C 作CH AB ⊥于点H ，并延长到点G ，使CG CD =，连AG ,则有ADC AGC

∆≅∆45G D ∴∠=∠=︒

AH HG GH BH

∴==，DC CG AB

∴==实际上，方法4和方法5都是利用了对称的思想，分别以AC 所在直线为对称轴.方法6如图7，过C 点作DC 的垂线交DA 的延长线于P 点.则有

PAC BCA

∆≅∆得AB CP CD

==

方法7如图8，过A 点作AB 的垂线交BC 的延长线于Q 点，则有

QAC DCA ∆≅∆，得AB CQ CD

==方法8如图9，以AB BC 、为邻边构造ABCE ，连DE .

由45ADC AEC ∠=∠=︒，可知A E D C 、、、四点共圆(当然也可通过三角形相似解决)，得

75DEC DAC ∠=∠=︒

30ADE ACE ∠=∠=︒

75DEC EDC ∴∠=∠=︒

DC EC AB

∴==方法9如图10，以AD DC 、为邻边构造ADCR ，连BR ;类似方法8得解.

方法10如图11，分别过D C 、点作AD AC 、的垂线交于E 点.易知A D E C 、、、四点共圆，DC 平分ADE ∠,

EC AC

∴=EDC CBA CD AB

∴∆≅∆=，

方法11

如图12，分别过A B 、点作AC BC 、的垂线交于E 点;类似方法10得解.方法12如图13，分别作ADC ∆和ABC ∆的外接圆⊙1O ，和⊙2O .

45ABC ADC ∠=∠=︒ 2sin sin AC AC r D B ∴==∠∠，（r 为外接圆半径）∴⊙1O ，和⊙2O 为等圆，故CD AB

=反思

1、本题纯以角度为条件，由条件可以求出所有角的度数，由此联想到寻找特殊角度，构造含特殊角度的直角三角形，所以首先想到方法1.

2、构造全等是我们解决证明线段相等的常见手段.当把相关线段放在三角形中发现不全等时，用“一定、二看、三构造”的策略构造全等形，方法2和方法3就呼之而出.

3、全等变换在初中阶段不常用，但用之有效.本例中方法

4、方法

5、方法

6、方法7都用了轴对称;方法8和方法9都用到了中心对称的思想;方法10和方法11既有轴对称又有中心对称的思想.

4、利用等边对等角的性质，构造辅助圆，结合利用正弦定理.

5、巧妙利用45度的特殊角，构造等腰直角三角形，转移线段建立联系.如方法6和方法7.

6、实际上解决本题的方法还有很多.如构造相似三角形，利用相似，通过中间比证明线段相等.利用“双A形”结合平行线分线段成比例定理证明线段相等等.本例中，用到的方法贯穿整个初中阶段，同学们要注意方法的提炼、总结、归类，由此掌握数学思想方法，提高解决数学问题的能力.