几何证明中的几种技巧

几何证明中的几种技巧

一．角平分线－－轴对称

１．已知在ΔABC 中，Ｅ为ＢＣ的中点，ＡＤ平分BAC ∠，BD AD ⊥于Ｄ．ＡＢ＝９，ＡＣ＝１３．求ＤＥ的长．

分析：延长ＢＤ交ＡＣ于Ｆ．可得ΔABD ≌ΔAFD ．则ＢＤ＝ＤＦ．又ＢＥ＝ＥＣ，即ＤＥ为ΔBCF 的中位

线．∴11

()222DE FC AC AB =

=-=．

２．已知在ΔABC 中，108A ∠=o

，ＡＢ＝ＡＣ，ＢＤ平分ABC ∠．求证：ＢＣ＝ＡＢ＋ＣＤ．

B

B

分析：在ＢＣ上截取ＢＥ＝ＢＡ，连接ＤＥ．可得ΔBAD ≌ΔBED ．由已知可得：18ABD DBE ∠=∠=o

，

108A BED ∠=∠=o ，36C ABC ∠=∠=o ．

∴72DEC EDC ∠=∠=o

，∴ＣＤ＝ＣＥ，∴ＢＣ＝ＡＢ＋ＣＤ．

３．已知在ΔABC 中，100A ∠=o

，ＡＢ＝ＡＣ，ＢＤ平分ABC ∠．求证：ＢＣ＝ＢＤ＋ＡＤ．

B

B

分析：在ＢＣ上分别截取ＢＥ＝ＢＡ，ＢＦ＝ＢＤ．易证ΔABD ≌ΔEBD ．∴ＡＤ＝ＥＤ，

100A BED ∠=∠=o ．由已知可得：40C ∠=o ，20DBF ∠=o ．由∵ＢＦ＝ＢＤ，

∴80BFD ∠=o

．由三角形外角性质可得：40CDF C ∠==∠o

．∴ＣＦ＝ＤＦ．

∵100BED ∠=o

，∴80BFD DEF ∠=∠=o ，∴ＥＤ＝ＦＤ＝ＣＦ，∴ＡＤ＝ＣＦ，

∴ＢＣ＝ＢＤ＋ＡＤ．

4．已知在ΔABC 中，AC BC ⊥，CE AB ⊥，ＡＦ平分CAB ∠，过Ｆ作ＦＤ∥ＢＣ ，交ＡＢ于Ｄ．求 证：ＡＣ＝ＡＤ．

C

B

C B

分析：延长ＤＦ交ＡＣ于Ｇ．∵ＦＤ∥ＢＣ，ＢＣ⊥ＡＣ，∴ＦＧ⊥ＡＣ． 易证ΔAGF ≌ΔAEF ．∴ＥＦ＝ＦＧ．则易证ΔGFC ≌ΔEFD ．∴ＧＣ＝ＥＤ． ∴ＡＣ＝ＡＤ．

５．如图（１）所示，ＢＤ和ＣＥ分别是ABC V 的外角平分线，过点Ａ作ＡＦ⊥ＢＤ于Ｆ，ＡＧ⊥ＣＥ于Ｇ，延长ＡＦ及ＡＧ与ＢＣ相交，连接ＦＧ．

（１）求证：

1

()2FG AB BC CA =

++

（２）若（a)ＢＤ与ＣＥ分别是ABC V 的内角平分线（如图（２））；

(b)ＢＤ是ΔABC 的内角平分线，ＣＥ是ΔABC 的外角平分线（如图（３））．

则在图（２）与图（３）两种情况下，线段ＦＧ与ΔABC 的三边又有怎样的数量关系？请写出你的猜想，并对其中的一种情况给予证明．

图（１） 图（２） 图（３）

分析：图（１）中易证ΔABF ≌ΔIBF 及ΔACG ≌ΔHCG ．∴有ＡＢ＝ＢＩ，ＡＣ＝ＣＨ及ＡＤ＝ＩＤ，ＡＧ

＝ＧＨ．∴ＧＦ为ΔAIH 的中位线．∴

1

()2FG AB BC CA =

++．

同理可得图（２）中

1()2FG AB CA BC =

+-；图（３）中1

()2FG BC CA AB =+-

６．如图，ΔABC 中，Ｅ是ＢＣ边上的中点，ＤＥ⊥ＢＣ于Ｅ，交BAC ∠的平分线ＡＤ于Ｄ，过Ｄ作ＤＭ⊥ＡＢ于Ｍ，作ＤＮ⊥ＡＣ于Ｎ．求证：ＢＭ＝ＣＮ．

B

分析：连接ＤＢ与ＤＣ．∵ＤＥ垂直平分ＢＣ，∴ＤＢ＝ＤＣ．易证ΔAMD ≌ΔAND ． ∴有ＤＭ＝ＤＮ．∴ΔBMD ≌ΔCND （ＨＬ）．∴ＢＭ＝ＣＮ．

７．如图，在ΔABC 中，2B C ∠=∠，ＡＤ平分BAC ∠．求证：ＡＣ＝ＡＢ＋ＢＤ．

分析：在ＡＣ上截取ＡＥ＝ＡＢ，连接ＤＥ．则有ΔABD ≌ΔAED ．∴ＢＤ＝ＤＥ． ∴B AED C EDC ∠=∠=∠+∠．又∵2B C ∠=∠，∴C EDC ∠=∠． ∴ＤＥ＝ＣＥ．∴ＡＣ＝ＡＢ＋ＢＤ．

８．在四边形ＡＢＣＤ中，ＡＣ平分BAD ∠，过Ｃ作ＣＥ⊥ＡＢ于Ｅ，且

1

()2AE AB AD =

+．求

ABC ADC ∠+∠的度数．

分析：延长ＡＢ到Ｆ，使得ＢＦ＝ＡＤ．则有ＣＥ垂直平分ＡＦ，∴ＡＣ＝ＦＣ． ∴F CAE DAC ∠=∠=∠．∴有ΔCBF ≌ΔCDA （ＳＡＳ）．∴CBF D ∠=∠． ∴180ABC ADC ∠+∠=o

．

二．旋转

１．如图，已知在正方形ＡＢＣＤ中，Ｅ在ＢＣ上，Ｆ在ＤＣ上，ＢＥ＋ＤＦ＝ＥＦ．

求证：45EAF ∠=o

．

B

B

分析：将ΔADF 绕Ａ顺时针旋转90o

得ABG V ．∴GAB FAD ∠=∠．易证ΔAGE ≌ΔAFE ．

∴ 1

452FAE GAE FAG ∠=∠=∠=o

２如图，在ABC V 中，90ACB ∠=o

，ＡＢ＝ＢＣ，Ｄ为ＡＣ中点．ＡＢ的延长线上任意一点Ｅ．ＦＤ⊥

ＥＤ交ＢＣ延长线于Ｆ．求证：ＤＥ＝ＤＦ．

分析：连接ＢＤ．则BDE V 可视为CDF V 绕Ｄ顺时针旋转90o

所得．易证ＢＤ⊥ＤＣ与

ＢＤ＝ＣＤ．则BDE CDF ∠=∠．又易证135DBE DCF ∠=∠=o

．∴ΔBDE ≌ΔCDF ．∴ＤＥ＝ＤＦ．

３．如图，点Ｅ在ΔABC 外部，Ｄ在边ＢＣ上，ＤＥ交ＡＣ于Ｆ．若123∠=∠=∠， ＡＣ＝ＡＥ．求证：ΔABC ≌ΔADE ．

C

分析：若ΔABC ≌ΔADE ，则ΔADE 可视为ΔABC 绕Ａ逆时针旋转1∠所得．则有B ADE ∠=∠． ∵12B ADE ∠+∠=∠+∠，且12∠=∠．∴B ADE ∠=∠．又∵13∠=∠． ∴BAC DAE ∠=∠．再∵ＡＣ＝ＡＥ．∴ΔABC ≌ΔADE ．