AC,∠BAC的外角平分線交外接圓于點D,過點D作DF⊥AB于F.求證:AB-AC=2AF.分析:此題曾經是全國初中數學聯賽試題,初看似有一定的難度,但如果善于聯想,問題解決并不難.首先注意到D是角平分線上的點,DF⊥AB,聯想到定理:角平分..."/>

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利用角平分線構造全等三角形

圖文 更新时间:2026-11-09 01:15:46

"角平分線上的點到這個角兩邊距離相等"是角平分線一個簡單而又重要的性質定理.運用用個性質定理可以解決許多具有一定難度的幾何題.

例 如圖1,已知△ABC中,AB>AC,∠BAC的外角平分線交外接圓于點D,過點D作DF⊥AB于F.

求證:AB-AC=2AF.

利用角平分線構造全等三角形(運用角平分線性質構造三角形全等)1

分析:此題曾經是全國初中數學聯賽試題,初看似有一定的難度,但如果善于聯想,問題解決并不難.

首先注意到D是角平分線上的點,DF⊥AB,聯想到定理:角平分線上的點到這個角兩邊距離相等.為了利用這個定理,作DE⊥直線CA,交CA延長線于點E,則DE=DF(如圖2).

利用角平分線構造全等三角形(運用角平分線性質構造三角形全等)2

利用角平分線構造全等三角形(運用角平分線性質構造三角形全等)3

再考慮到點A、B、C、D四點都在圓上,所以連接BD,可得圓内接四邊形ACBD,從而可利用"圓内接四邊形外角等于它的内對角",得∠DAE=∠DBC.

因為∠DAE=∠DAB,

所以∠DAB=∠DBC,所以弧BD=弧CD,因此,連接DC,可得BD=DC.

注意到△BDF與△CDE中,BD=CD,DF=DE,

根據"斜邊直角邊"定理,得△BDF≌△CDE,

所以BF=CE,

而BF=AB-AF,CE=AC AE,

所以AB-AF=AC AE,

所以AB-AC=AF AE.

顯然,AE=AF,

所以AB-AC=2AF.

證明:連接DB、DC,作DE⊥直線CA,垂足為E.

因為∠DAE=∠DAF,DF⊥AB,

所以DE=DF,

因為AD=AD,

所以△ADE≌△ADF,

所以AE=AF.

因為四邊形ACBD内接于圓,

所以∠DAE=∠DBC,

因為∠DAE=∠DAB,

所以∠DAB=∠DBC,

所以弧BD=弧CD,

所以BD=DC.

在Rt△BDF與Rt△CDE中,

BD=CD,DF=DE,

所以△BDF≌△CDE,

所以BF=CE,

因為BF=AB-AF,CE=AC AE,

所以AB-AF=AC AE,

所以AB-AC=AF AE=AF AF=2AF,

所以AB-AC=2AF.

從證明過程可以發現,本題獲得解決的關鍵在于為了利用角平分線性質定理作出的輔助性DE,從而構造了全等三角形.這種思路方法在其他相關問題中都值得進行嘗試.

練習:

1.如圖3,△ABC中,AB>AC,∠ABC的外角平分線交外接圓于點D,DE⊥BC,交CB延長線于點E.BE=1,求AB-BC.

利用角平分線構造全等三角形(運用角平分線性質構造三角形全等)4

(提示:過點D作DF⊥AB于F)

2.如圖4,圓内接△ABC中,AB=AC,D是弧BC上一點,DC>DB,AE⊥DC于E.

求證:DC-DB=2CE.

利用角平分線構造全等三角形(運用角平分線性質構造三角形全等)5

(提示:過點A作AF⊥BD交BD延長線于F)

3. 如圖5,△ABC中,∠BAC=60°,∠B、∠C的平分線BD、CE相交于點I,求證:ID=IE.

利用角平分線構造全等三角形(運用角平分線性質構造三角形全等)6

(提示:連接IA,過點I分别作IP⊥AC于P,IQ⊥AB于Q)

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