證三角形全等,主要是找3對全等,有時候題目會給1對等邊,這時候我們就要找2對等角。因為垂直,就多了一對等角,因為A B=C B=90°,就會有A=C的關系,這樣又多了一對角。2對角 1對邊,全等自然有了。
為什麼是90°,180°,不是60°,120°,那是因為90°是垂直,180°是平角,是直線,90°和180°易得也易作,所以通過90°,180°就能容易證明全等。
圖1
如圖1:有3條垂線,一條直線MN,對于△ACD和△BEC,很容易通過角和180°,角和90°得出對應角相等。這時候,如果再給一對邊相等,比如AC=BC,那麼就能證明△ACD和△BEC全等。
這種圖形就是常說的“K”線圖、三垂圖,而在我看來,數學不需要這些花裡花哨的稱呼,所以我把這種圖形,或者模型,叫做:通過90°,180°找相等角證全等
然後做一些練習題,來體會一下,什麼叫做通過90°,180°找相等角證全等。
練習題一已知,AD⊥ MN,BE⊥ MN,AC⊥ BC, AC=BC證明△ACD≌△CBE,
證明思路:
已知,AD⊥ MN,可得∠DAC ∠DCA = 90°,AC⊥ BC可得∠ECB ∠DCA= 90°,所以∠ECB=
∠DCA,又因為AC=BC,根據AAS可以證明△ACD≌△CBE。
利用了三角形三角和為180°,一隻角為 90°,那麼另外兩角和為 90°。也利用了平角和為 180°,其中一隻角為 90°,那麼另外兩角和為 90°。所有的關系都是通過90°和180°得到的,這就是證明全等過程中最重要的環節。
例題二已知,AD⊥ MN,BE⊥ MN,AC⊥ BC, AC=BC,證明DE=AD-BE
證明思路:
要證DE=AD-BE,就得想辦法把它們整到一條線、一個三角形或者一對全等三角形中。那麼,問題就變成了如果AD=CN=CD DN,CD=BN,我們就可以證明它們的關系。所以想辦法證明,△ADC≌△CEB。
三個垂線就有3個直角,可以得出∠ADC=∠CNB,AC=BC,一角一邊已在,再找一角或一邊,很顯然這裡我們要找角。
因為∠CAD ∠ACD=90°,∠BCN ∠ACD=90°,可得∠CAD=∠BCE,另一對已經找到,那就可以通過AAS證明,△ADC≌△CEB,也可以得到,AD=CD DE=BE DE,即DE=AD-BE
例題三:在△ABC中,AB=AC,作AD⊥AB交BC的延長線于點D,作AE//BD、CE⊥AC,且AE、CE相交于點E,求證AD=CE。
證明思路:
要證AD=CE很自然得想到即證△ABD≌△CAE,然後找邊,找角。
AD⊥AB,CE⊥AC可得∠BAD=∠ACE,又因為AB=AC,再找一對角就行。
因為AE//BD,可得∠E=∠ECD,而AB=AC可得∠B=∠ACB,AB垂直AD可得∠B ∠D=90°,AC垂直CE可得∠ACB ∠ECD=90°,三個等式就可以得出∠D=∠ECD,最後得出∠E=∠D,根據AAS證明△ABD≌△CAE,所以AD=CE。
通過三角形和為180°,其中一對角相等,一對角是對頂角也相等,就可以得到,∠D=∠E,然後根據AAS證得△ABD≌△CAE,即AD=CE。
總結:這個例題沒有三垂線,但是多了一個條件平行,我們通過平行,通過三角形内角和為180°依然得出一對等角,所以借助90°,180°能讓解題更輕松。
例題四:△ABC中,∠BAC=90°,AB=AC,AD⊥BC,垂足是D,AE平分∠BAD,交BC于點E.在△ABC外有一點F,使FA⊥AE,FC⊥BC.
(1)求證:BE=CF;
(2)在AB上取一點M,使BM=2DE,連接MC,交AD于點N,連接ME.
求證:①ME⊥BC;②DE=DN.
證明思路:
(1)AB=AC和AD⊥BC可以得出∠B=∠ACB=45°,FC⊥BC,又能得出∠ACF=45°,通過垂直, 兩角和為90°,也能得出∠BAE=∠CAF,根據AAS,可以證得△ABE≌△ACF,所以BE=CF
(2)①要證①ME⊥BC,得想辦法證明∠BEM=∠DEM=90°,或者ME//AD或者其他。但是不能直接得到這些結論,所以從條件着手。
AE平分∠BAD,AD⊥BC,條件反射,做EG⊥AB,可得GE=ED,也很容易得出∠BEG=90°-45°=45°,所以△BEG是等腰直角三角形(注意這裡的等腰是2個45°得出的,),那麼BG=GE=DE
因為BM=2DE,所以GM=2DE-BG=GE,所以△MEG是等腰直角三角形,所以∠GEM=45°,所以∠BEM=45° 45°=90°,即ME⊥BC
②要證DE=DN,其實很容易想到證明△AED≌CND,AD=DC和垂直得到直角,所以隻要再找一對角就行,這裡選擇找∠EAD=∠NCD,為什麼?因為角在直角中,可以用題目中的相關條件。當然,如果不行,再考慮其他角。
要證∠EAD=∠NCD,如果AE⊥MC我們就能輕易證明,但是題目沒給這個條件,那麼就要想其他辦法。
細想一下,通過之前的證明,我們都找出好多90°,45°角,那麼嘗試一下能否把要證明的角算出來。AE平分∠BAD,∠BAD=45°,所以∠EAD=22.5°,但是∠NCD還是很難求。
繼續思考,如果MC平分∠ACB,那麼以∠EAD就是45°的一半,就可求了。突然發現,要證明△ACM≌ECM(已有公共邊和一對直角),需要一對角或者一條邊,等角好像找不到,那就找邊。感覺AC=EC,如果相等,也就是∠AED=∠EAC,然而∠AED=90°-22.5°=67.5°,同理:EAC=90°-22.5°=67.5°,居然通過兩個67.5°得到AC=EC,然後得到△ACM≌ECM(HL),所以MC平分∠ACB,即∠NCD=22.5°
然後再得出△AED≌CND,最後證明DE=DN
總結:例題四是很好的題,把通過90°,180°找相等角這個方法展現的淋漓盡緻,不但有90°-45°=45°找等角,甚至還有90°-22.5°=67.5°找等角,找等邊。做明白這個題,也就明白了通過90°,180°找相等角證全等的精髓。
配套視頻《全等三角形專題——通過90°,180°找等角證全等,最後一題有東西》
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