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題:如圖1,等腰△ABC中,AB=AC,延長AB到D,使BD=AB,E是AB的中點.求證:CD=2CE. 這是線段倍半關(guān)系的證明,它是幾何中常見的問題之一,如何解決這類問題呢?下面介紹四種常用的方法: 方法一:利用比例法 其思路是:欲證線段a=nb(n為常數(shù)),只須證明a/b=n即可.因此,問題解決的關(guān)鍵在于尋找發(fā)現(xiàn)與a、b有關(guān)的比例式. 在本題中,欲證CD=2CE,只須證明CD/CE=2.因此,從一只條件出發(fā),努力尋找與CD、CE相關(guān)的比例式,而要尋找線段比例式,就得先尋找平行線、相似三角形.但題目中顯然沒有這樣的條件,因此,需要從已知出發(fā)去挖掘和發(fā)現(xiàn). 如圖1,在ΔACE與ΔADC中,由E是AB的中點,得:AE=AB/2, 又AB=AC, 所以AE/AC=(AB/2)/AC=1/2, 因為BD=AB,所以AD=2AB=2AC, 所以AC/AD=1/2, 所以AE/AC=AC/AD, 這表明ΔACE與ΔADC有兩邊對應成比例; 又∠A是它們的公共角,即∠A=∠A, ΔACE與ΔADC兩邊對應成比例,且夾角相等, 所以ΔACE∽ΔADC, 所以CE/CD=AC/AD=1/2, 所以CD=2CE. 方法二:利用折半法 其思路是:欲證線段b=2a,取較長線段b的中點,將較長的線段b分成相等的兩條線段,然后證明其中一條線段與較短的線段a相等. 在本題中,欲證CD=2CE,取CD的中點F,接下來只需要想辦法證明CF=CE(或DF=CE)即可.而要證明線段相等,最常用的方法是利用'全等三角形對應邊相等',因此,先找出含有邊CE、CF(或DF)的三角形,再設法證明它們?nèi)龋?/p> 如圖2,連結(jié)BF.在ΔBFC與ΔBEC中,顯然有BC為公共邊,想辦法證明它們?nèi)龋?/p> 因為B是AD的中點, 所以BF∥AC,BF =AC/2, 所以∠FBC=∠ACB, 因為AB=AC, 所以∠EBC=∠ACB, 所以∠FBC=∠EBC, 因為E是AB的中點,所以BE=AB/2, 所以BF=BE, 又BC=BC, 所以ΔBFC≌ΔBEC, 所以CF=CE, 所以CD=2CF=2CE. 方法三:利用加倍法 其思路是:欲證線段b=2a,將較短的線段a延長一倍,再證延長后所得線段與較長的線段b相等. 在本題中,欲證CD=2CE,將CE延長到F,使EF=CE(如圖3),則CF=2CE.接下來只需要證明CF=CD即可.而要證明CF=CD,仿照方法二去尋找全等三角形. 連結(jié)AF、BF.因為E是AB的中點, 所以四邊形AFBC是平行四邊形, 所以BF∥AC, 所以∠FBA=∠BAC, 所以∠FBC=∠FBA+∠ABC =∠BAC+∠ABC, 因為∠DBC=∠BAC+∠ACB, 而AB=AC,所以∠ABC=∠ACB, 所以∠FBC=∠DBC, 又BF=AC=AB=BD,BC=BC, 所以ΔBCF≌ΔBCD, 所以CF=CD, 所以CD=2CE. 方法四:利用中位線法 其思路是:從'三角形的中位線等于第三邊的一半'入手,欲證線段b=2a,構(gòu)造以較長的一條b為第三邊的三角形的中位線,再證明較短的一條a與中位線相等.當題目條件恰好有'中點'時,這種方法顯得尤為珍貴. 在本題中,如圖4,考慮到B是△ACD的邊AD的中點,取AC的中點F,連結(jié)BF.則BF是△ACD的中位線,從而BF=CD/2,即CD=2BF,因此,欲證CD=2CE,只需要證明BF=CE. 因為E是AB的中點,AB=AC, 所以CE 和BF都是等腰△ABC腰上的中線, 所以BF=CE, 所以CD=2CE. |
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