初中幾何經常會遇到題目中給出角平分線的問題,解題目标往往是邊長之間關系。其實這類問題的解題方向非常明确,角平分線與邊長相關的性質比較常用的隻有三個,其中角平分長公式可以不掌握,也就是把角平分線的兩個性質用活就行。這裡按重要性程度的順序總結一下。
定理1:角平分線上的點到這個角兩邊的距離相等。
定理1的逆定理:在角的内部到一個角的兩邊距離相等的點在這個角的角平分線上。
這個證明是非常簡單直觀的。
在△ABC中,AD是∠BAC的角平分線。那麼過D做AB和AB的垂線,垂足分别為E和F。
因為∠BAD=∠CAD(角平分線),∠AED=∠AFD=90°,AD=AD
那麼△AED與△AFD全等,于是有DE=DF。證畢。
同理,也通過證明三角形全等證明其逆定理。
定理2:在△ABC中,AD是∠BAC的平分線,則AB/BD=AC/CD
(也可表示為AB/AC =BD/CD)。
定理2的逆定理: 在△ABC中,若 AB/BD=AC/CD,則AD是∠BAC的平分線。
這個定理的描述非常簡單優美,證明需要一點小技巧。
證明:
在△ABC中,AD是∠BAC的平分線
過點D作DE⊥AB,DF⊥AC
∵AD是∠BAC的平分線,DE⊥AB,DF⊥AC
∴DE=DF
∵2S△ABD=AB×DE且2S△ACD=AC×DF
∴S△ABD:S△ACD=AB:AC
又∵S△ABD:S△ACD=BD:CD(同高,面積比例為底邊比例)
∴S△ABD:S△ACD=AB:AC=BD:CD
∴AB:AC=BD:CD
定理3:在△ABC中,AD是∠BAC的平分線,則AD²=AB×AC-BD×CD(角平分線長公式)
這個定理的證明方法超出中學階段教材的内容範疇,有興趣的可以去研究一下幾何中著名的斯特瓦爾特定理,根據斯特瓦爾特定理和角平分線的性質可以證明。
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