八上几何专题解析:角平分线辅助线
知识点一 角平分线性质
(1)角平分线上的点到角的两边的距离相等;
(2)到角的两边距离相等的点在角的平分线上.
(3)天然的轴对称模型,三线合一模型
知识点二 角平分线辅助线
秘籍一:往角两边作垂线
解读:用角平分线上的点往角两边作垂线,这是常用的辅助线,可以利用边角边构造全等
秘籍二:往角两边截取相等的线段
解读:在角两边截取相等的线段,这也是角平分线常用的辅助线,常用于解决线段和差问题
秘籍三:过角平分线上的点作垂线
解读:过角平分线上的点作垂线,常用于构造三线合一,构造等腰三角形
秘籍四:过角平分线上的点作角一边的平行线
解读:可以构造等腰三角形,可以记作口诀:“角平分线+平行线,等角三角形现。
总结:往角两边作垂线或平行线、及截取等线段,或用四点共圆
知识点三 角平分线模型
模型一 两角平分线相交模型
解读:这些是三角形角平分线的经典题型,必须让学生掌握这些证明过程
类型一:在中,如图1,为和的角平分线,与为
推理方法:如图①,可得,,化简可得
类型二:如图2,为和的角平分线,求与之间的关系为
推理方法:如图②,可得,,化简可得
类型三:如图3,为和的角平分线,则与之间的关系为
推理方法:如图③,,,化简可得
模型二 对角互补模型
条件:①,②∠AOB+∠DCE =180?
结论:①
②
③
典例精析
已知中,,、分别平分和,、交于点,试判断、、的数量关系,并加以证明.
【答案】
理由是:在上截取,连结
利用证得≌
∴,∵
∴,∴
∴
∴
∴,∵
∴,∴
利用证得≌
∴,∴
【练1】如图,在中,、分别是、的角平分线,且,则的度数为_________.
【答案】.
【练2】如图,在中,,、分别平分、,且与的交点为.求证:.
【答案】在上截取,连结,,
,,可推出,
进而证明,有,进而得.
如图,在四边形中,的平分线交于.求证:当是的平分线时,有.
【答案】在上截取,使,连接,
则可得,于是.
由,知,
而,
从而
注意到平分公用,于是,
由角边角公理的推论,知,
从而.故.
【练1】如图所示,平行于,,,,,那么______.
【解析】过做交于F,使,
易证;
则.
【答案】6
【练2】如图,,平分,平分,点在上.
①探讨线段、和之间的等量关系.
②探讨线段与之间的位置关系.
【答案】① ;②
在线段上取点,使,连结.
在和中
∴
∴,
∵
而
∴
在和中
∴
∴,
∴,
已知等腰,,的平分线交于,则.
【答案】(利用角平分作对称模型)如图,延长到,使,在上截取.
∵,为公共边,∴,,.
∵,
∴.
∴,故,.
∵,∴.∴,.
∵,
∴.
∵,∴,故.
∴,故.
∵,∴.
注:学习程度好的,另外补充两种解法
解法一(截长法):如图,在上截取,连接,
过作,交于,于是,.
又∵,∴,故.显然是等腰梯形.
∴,.∵,
,
∴,∴,
∴,.
又∵,∴.
解法二(补短法):如图,延长到,使.延长到,
使.连接、、.
∵,公共,∴.
∴,.
又∵,,
∴.∵,.
∴,∴.
而.
∴.又公共,∴.∴.∴
【练1】如图所示,在中,,,是的平分线,延长至,使.求证:
【答案】在上取一点,使得
易证得
∴,
又∵
∴
∵,
∴
∵平分,
∴
∴
∵
∴
∴
∴
∴
【练2】已知等腰直角中,,是角平分线,,交延长线于点.求证:.
【答案】延长、交于点.因为,
,所以,
,所以.
因为等腰直角中,,
且,所以,
所以.因为是角平分线,
且,是公共边,
所以.所以,即.
【练3】如图,在直角中,,,,作交的延长线于,求证:平分
【答案】方法同上一题
如图,在中,,是的平分线,且,求的度数.
【答案】解法一(补短):
如图所示,延长至使,连接、.
由知,
而,则为等边三角形.
注意到,,,
故.
从而有,,
故.
所以,.
解法二(截长):
在上取点,使得,则由题意可知.
在和中,,,,
则,从而,
进而有,,
.
注意到,则:
,
故.
【练1】如图,在中,,的平分线交与.求证:.
【答案】方法一:在上取一点,使得
连结.
在和中
,
∴
∴,
又∵
,∴.
方法二:在的延长线上取一点
使得,连结.
在和中,
,
∴,∴
又∵
∴∴,∴.
方法三:延长到点
使得,连结
则有
又∵,∴
又∵
∴,∴
方法四:如图,作平分交、于、点
延长到,使,连结
∴
∵,∴.∴
∵,∴
∵,又
即.∴
∴.∴
∵
且
∵,∴.∴
同理
∵,,∴.∴
【练2】在中,平分,.求的值.
【答案】在上截取,连结
根据证得≌,
∴,,
结合已知可得,∴,
∴,
【练3】如图,中,,,平分交于点.求证:.
【答案】方法一:在上截取点使,连结.
∵平分,∴.
在与中
∵,,
∴,∴
∵, ∴∴.
又∵
∴
∴
∴
∵,∴
方法二:如图,延长到,使,连结.
∵,且,
∴.
∵,
∴.
∴.
∴.
∵,
∴.又∵
∴.
∴.∴.
【练4】如图,在中,,,点在上,平分,若,则的长为____________.
【解析】在上截取,连接.
∵,,
∴
∴,,
∵,
∴,
∴
∴
∴
如图所示,在中,是的外角平分线,是上异于点的任意一点,试比较与的大小,并说明理由.
【解析】,理由如下.
如图所示,在的延长线上截取,连接.
因为是的外角平分线,
故.
在和中,,,公用,
因此,
从而.
在中,,
而,
故.
【练1】在中,,是的平分线.是上任意一点.求证:.
【答案】在上截取,连结,
根据证得≌,
∴,
又中,,,
∴
已知点是四边形的边的中点,且,证明:.
【答案】显然,要证题设的不等式,应当把,,三条线段首尾连接成一条折线,然后再与线段比较.要实现这一构想,折线之首端应与点重合,尾端应与点重合,这可由轴对称来实现.
以为对称轴,作点关于的对称点,连接、,
则,,即≌,由此.
再以为对称轴,作点关于的对称点,连接、,
则,,即≌,由此.
而,所以.
注意到,
因此,
而,所以是等边三角形,.
由于两点之间以直线段为最短,所以,
即.
【练1】设是凸四边形的边的中点,,求证:.
【答案】作点关于的对称点,作点关于的对称点,
连接、、,
则,
且,.
而,
则,
故.
如图1,OP是∠MON的平分线,请你利用该图形画一对以OP所在直线为对称轴的全等三角形.
请你参考这个作全等三角形的方法,解答下列问题:
(1)如图2,在△ABC中,∠ACB是直角,∠B=60°,AD、CE分别是∠BAC、∠BCA的平分线,AD、CE相交于点F.请你判断并写出FE与FD之间的数量关系;
(2)如图3,在△ABC中,如果∠ACB不是直角,而(1)中的其他条件不变,请问,你在(1)中所得结论是否仍然成立?若成立,请证明;若不成立,请说明理由.
图一 图二 图三
【解析】略
已知,点P是∠MON的平分线上的一动点,射线PA交射线OM于点A,将射线PA绕点P逆时针旋转交射线ON于点B,且使∠APB+∠MON=180°.
(1)利用图1,求证:PA=PB;
(2)如图2,若是与的交点,当时,求PB与PC的比值;
(3)若∠MON=60°,OB=2,射线AP交ON于点,且满足且,
请借助图3补全图形,并求的长.
【解析】(1)在OB上截取OD=OA,连接PD,
∵OP平分∠MON,
∴∠MOP=∠NOP.
又∵OA=OD,OP=OP,
∴△AOP≌△DOP.
∴PA=PD,∠1=∠2.
∵∠APB+∠MON=180°,
∴∠1+∠3=180°.
∵∠2+∠4=180°,
∴∠3=∠4.
∴PD=PB.
∴PA=PB.
(2)∵PA=PB,
∴∠3=∠4.
∵∠1+∠2+∠APB=180°,且∠3+∠4+∠APB=180°,
∴∠1+∠2=∠3+∠4.
∴∠2=∠4.
∵∠5=∠5,
∴△PBC∽△POB.
∴.
(3)作BE⊥OP交OP于E,
∵∠AOB=600,且OP平分∠MON,
∴∠1=∠2=30°.
∵∠AOB+∠APB=180°,
∴∠APB=120°.
∵PA=PB,
∴∠5=∠6=30°.
∵∠3+∠4=∠7,
∴∠3+∠4=∠7=(180°30°)÷2=75°.
∵在Rt△OBE中,∠3=600,OB=2
∴∠4=150,OE=,BE=1
∴∠4+∠5=450,
∴在Rt△BPE中,EP=BE=1
∴OP=
已知:如图1,四边形ABCD中,AC平分∠BAD,∠B和∠D都是直角.
(1)求证:BC=CD.
(2)若将原题中的已知条件“∠B和∠D都是直角”放宽为“∠B和∠D互为补角”,其余条件不变,猜想:BC边和邻边CD的长度是否一定相等?证明你的结论.
(3)探究:在(2)的情况下,如果再限制∠BAD=60°,那么相邻两边AB、AD和对角线AC之间有什么确定的数量关系?需说明理由.
【答案】∵AC平分∠BAD,
∴∠BAC=∠DAC.
又∵∠D =∠B=90°,AC=AC,
∴△ABC≌△ADC.
∴ BC=CD.
⑵ 一定相等
证明:如图,不妨设∠B为锐角,作CE⊥AB于E,则点E必在线段AB上
∵∠B和∠D互为补角,
∴∠D是钝角,作CF⊥AD于F,
则点F必在线段AD的延长线上.
∴∠CDF与∠ADC互补.
∴∠B=∠CDF.
又∵AC是∠BAD的平分线, ∴ CE=CF.
∴Rt△BCE≌Rt△DCF
∴ BC=CD. ⑶ AB+AD=AC.
理由是:图2中,由已知条件,易知AE=AF,BE=DF.
∴AB+AD=(AE+BE)+(AF-DF)=AE+AF=2AE.
当∠BAD=60°时,∠CAE=30°,AE=AC.
∴AB+AD=2AE=AC.