延续上一次的全等三角形例题,今天的这道经典例题同样是运用辅助线的添加,找到轴对称的全等三角形,得到对应的边与角相等,再推得求证相关的线段的等价性质完成证明。本题运用基本图形分析法分析了三中辅助线的添加方法,来看看是否与你想的一样吧。

例9 如图5-22,已知:△ABC中,∠B=2∠C,AD是角平分线,求证:AC=AB+BD。

图5-22

分析:本题要证明AC=AB+BD,这是一条线段等于两条线段的和,所以可根据线段和差关系的定义来开始进行分析。

若根据线段和的定义,则可将BD接到AB上,也就是延长AB到E,使BE=BD(如图5-23),那么AE就等于AB+BD,问题就成为要证AE=AC。

图5-23

但在作出了BE=BD后,由于这是两条具有公共端点的相等线段,所以它们可组成一个等腰三角形,于是联结ED(如图5-23),又因为E、B、A成一直线,出现了∠ABD是这个等腰三角形的顶角的外角,所以可得∠ABD=2∠E,而已知∠ABD=2∠C,从而就有∠E=∠C。而条件中已给出∠EAD=∠CAD,且AD=AD,所以△AED和△ACD就是一对轴对称型的全等三角形,那么AE=AC也就可以证明。

本题在根据线段和的定义进行分析时,也可考虑将AB接到BD上,也就是延长DB到E,使EB=BA(如图5-24),这样就有ED=AB+BD,问题也就成为要证AC=ED。

图5-24

由于在作了EB=BA以后,它们也是两条具有公共端点的相等线段,所以也可以组成一个等腰三角形,于是联结AE(如图5-24),又因为E、B、C成一直线,应用等腰三角形的基本图形的性质就有∠ABC=2∠E,而已知∠ABC=2∠C,所以∠E=∠C。而这两个角相等一出现,就得到△AEC也是等腰三角形,也就是AE=AC,那么问题就成为要证ED=EA。这又是两条具有公共端点的相等线段,它们又可以组成一个等腰三角形,问题也就成为一个等腰三角形的判定问题,这样就应证ED=EA的等价性质∠EAD=∠EDA。而由E、D、C成一直线,可知∠EDA是△ADC的一个外角,所以有∠EDA=∠C+∠CAD,而∠DAE又等于∠EAB+∠BAD,且已知∠CAD=∠BAD,所以问题就成要证∠BAE=∠C。但因这两个角都和∠E相等,所以分析即可完成。

本题的分析也可以根据线段差的定义来开始进行,于是在AC上截取AE=AB(如图5-25),那么问题就是要证EC=BD。而在作出了AE=AB后,由AD是角平分线,就出现了AE和AB这两条相等的线段是关于AD成轴对称的,从而可添加轴对称型全等三角形进行证明,于是联结DE(如图5-25)后,由AE=AB,∠EAD=∠BAD和AD=AD,即可推得△EAD≌△BAD,ED=BD,那么问题也就成为要证ED=EC。但这是两条具有公共端点的相等线段,所以它们可组成一个等腰三角形,问题就成为一个等腰三角形的判定问题,而由C、E、A成一直线,所以问题就应证∠AED=2∠C,而由∠AED=∠B和已知∠B=2∠C,就可以证明上述性质。

图5-25

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