徐思湖南省祁阳县浯溪二中426100
添作辅助线是平面几何证题和计算中常常使用的一种重要方法,恰当的辅助线能起到解题的桥梁作用,它能沟通条件和结论的联系,使一个几何量(关系)过渡到另一个几何量(关系);当条件与结论之间关系不够明确时,添了辅助线能把需要的关系揭露出来;当条件或结论中某些几何量或图形比较分散(或比较集中时),添设辅助线后可起集散作用。因此添作辅助线的目的是为顺利证题、解题创造良好条件。下面以三角形中含有角平分线或中线问题时谈谈辅助线的添加技巧。
一、含有角平分线问题的辅助线的添加技巧
三角形的角平分线:在三角形中,一个内角的角平分线与它对边相交,这个角的顶点与交点之间的线段为三角形的角平分线。
1.巧添辅助线,作轴对称图形
当题目中只有角平分线的条件时,我们常常将图形沿角平分线进行翻折,做出轴对称图形,使已知条件和证明的结论发生关系,来使问题转化。
例1:已知△ABC中,∠ABC=2∠C,AD平分∠A交BC于D,求证:AB+BD=AC。
分析:因为DA为∠BAC的平分线,所以想到作△ABD的轴对称图形△AED,使点B的对称点E必落在AC上。由∠AED=∠ABC=2∠C,可推得BD=DE=EC,于是命题得证(也可作△ACD的轴对称图形)。
2.巧添辅助线,构等腰三角形
若题中有角平分线,且同时有与角平分线垂直的线段,我们除了用角平分线具有对称轴的性质外,还可用等腰三角形的三线合一性质,延长垂直角平分线的这条线段止于角的另一边,使垂足成为中点,既产生了等腰三角形,又可利用中位线定理证题。
例2:△ABC中,AD平分∠A,并且AD=AB,CM垂直于AD的延长线。
求证:AM=(AB+AC)。
分析:本题可用例2方法解,延长CM交AB于E,产生等腰△AEC;也可用例1方法解,作△AMC的轴对称图形;也可作CN∥AB交AM的延长线于N,产生等腰△ACN,然后证明AN=2AM;也可作CE∥AM交BA的延长线于E,然后证明AE=AC。
二、含有中线问题的辅助线的添加技巧
三角形的中线:在三角形中,连结一个顶点与它对边中点的线段。
1.巧添辅助线,构造两个全等三角形
若已知条件中有三角形一边上的中线出现,我们常常将中线延长并使延长部分等于中线长或中线的一部分。添了这一条辅助线,便可得到两个全等三角形,使原来某些边角的位置发生变换,把分散的条件集中起来,从而给证题创造了条件。
例1:如图,在△ABC中,AD是△ABC的中线,求证AD<(AB+AC)。
分析:我们把中线AD延长到E,使DE=AD,再连结BE,DE、BE即添置的辅助线。可以证得△ADC≌△EDB使AC边变换到BE位置,这样AB、AC、2AD三条边集中到△ABE一个三角形中,显然根据“三角形的两边之和大于第三边”的性质,即证得2AD<AB+AC,即AD<(AB+AC)。证略。
2.巧添辅助线,构造平行四边形
若已知条件中有三角形一边上的中线出现,我们常常将中线延长并使延长部分等于中线长或中线的一部分,添了这一条辅助线,便可得到平行四边形,使原来某些边角的位置发生变换,把分散的条件集中起来,从而给证题创造了条件。
例2:O为△ABC中BC边上的中线AD上任意一点,BO、CD的延长线各交AC、AB于E、F,求证EF//BC。
分析:此题将中线AD延长,使延长的一部分等于中线AD的一部分,即DG=DD,连结BG、CG,则BGCO为平行四边形,产生BG∥OC,CG∥OB的条件。所以=,=所以=,EF∥BC。
说明:条件中出现三角形一边的中线,我们延长中线的一部分,通过对角线互相平分的四边形是平行四边形,使题中条件汇聚和显化。实际上是使图形以o点为中心旋转了180度。
三角形的角平分线和中线是三角形中两条非常重要的线段,掌握三角形角平分线和中线的概念、性质及特点对证明线段相等和角相等起着非常重要的作用。解答三角形当遇到三角形中含有角平分线或中线问题时,巧添辅助线就能化难为易!