第一章 三角形的证明
1.等腰三角形的性质与判定的应用
(1)应用等腰三角形的性质证明线段或角相等
【例1】如图,∠ABC=90°①,D,E分别在BC,AC上,AD⊥DE,且AD=DE②.点F是AE的中点③,FD与AB相交于点M.
(1)求证:∠FMC=∠FCM.
(2)AD与MC垂直吗④?并说明理由⑤.
【信息解读·破译解题秘钥】
信息①直译为:△ABC是直角三角形,进而得到∠DCF与∠MAC互余;
信息②翻译为:△ADE是等腰直角三角形;
信息③直译为:AF=EF;
破译:整合条件②③,得到DF⊥AE,DF=AF=EF.
破译:整合条件①②③,得到∠AMF与∠MAC互余,结合①可得∠DCF=∠AMF,根据“AAS”定理判定△DFC≌△AFM,进而得到∠FMC=∠FCM.
信息④翻译为:猜想结论“AD⊥MC”.
信息⑤翻译为:根据已知条件,构建图形:延长AD交MC于点G,进而推理说明“AD⊥MC”.
破译:整合条件①②③④,得到∠FDE=∠FMC=45°,进而得到DE∥CM,说明AG⊥MC,即AD⊥MC.
【标准解答】(1)∵△ADE是等腰直角三角形,F是AE的中点,
∴DF⊥AE,DF=AF=EF.
又∵∠ABC=90°,∠DCF,∠AMF都与∠MAC互余,∴∠DCF=∠AMF.
又∵∠DFC=∠AFM=90°,∴△DFC≌△AFM(AAS).∴CF=MF.
∴∠FMC=∠FCM.
(2)AD⊥MC.
理由如下:如图,延长AD交MC于点G.
由(1)知∠MFC=90°,FD=FE,FM=FC.
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∴∠FDE=∠FMC=45°,∴DE∥CM.∴∠AGC=∠ADE=90°,∴AG⊥MC,即AD⊥MC.
(2)判定一个三角形是否为等腰三角形时,我们经常首先考虑等腰三角形的定义,其次考虑等腰三角形的判定定理.
【例2】已知:如图,在△ABC中,点D为BC上的一点,AD平分∠EDC,且∠E=∠B,DE=DC,求证:AB=AC.
【标准解答】∵AD平分∠EDC,
∴∠ADE=∠ADC,∵DE=DC,AD=AD,∴△AED≌△ACD,∴∠C=∠E,
∵∠E=∠B.∴∠C=∠B,∴AB=AC.
(3)等边三角形的性质与判定
等边三角形是特殊的等腰三角形,它除了具备“三线合一”的性质外,还能提供更多的边、角关系,特别是60°的角.
【例3】如图,点E,F分别是等边三角形ABC的边AB,AC上的点①,且BE=AF②,CE,BF交于点P.
(1)求证:CE=BF.
(2)求∠BPC的度数.
【信息解读·破译解题秘钥】
条件①翻译为:AB=BC③=AC,∠BAC=∠ABC=∠ACB=60°④;
条件②直译为:BE=AF⑤,
破译:整合条件①④,得到∠FAB=∠EBC⑥,
破译:整合条件②③⑥,应用“SAS”定理,判定△BCE≌△ABF⑦.
信息⑦翻译为:CE=BF,∠PCB=∠ABF⑧;
破译:读图、析图得,∠PBC+∠ABF=60°⑨,
∠CPB+∠PCB+∠PBC=180°⑩,
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破译:整合信息⑧⑨得∠PCB+∠PBC=∠ABF+∠PBC=60,
破译:整合信息⑩⑪得到:
∠BPC=180°-(∠PBC+∠PCB)
=180°-60°=120°.
【标准解答】(1)∵△ABC是等边三角形,
∴BC=AB,∠A=∠EBC=60°,
在△BCE与△ABF中,
∴△BCE≌△ABF(SAS),∴CE=BF.
(2)由(1)知△BCE≌△ABF,
∴∠BCE=∠ABF,∴∠PBC+∠PCB=∠PBC+∠ABF=∠ABC=60°,
∴∠BPC=180°-60°=120°.
1.在等边△ABC中,点D是AC上一点,连接BD,将△BCD绕点B逆时针旋转
60°,得到△BAE,连接ED,若BC=5,BD=4,则下列结论错误的是( )
A.AE∥BC
B.∠ADE=∠BDC
C.△BDE是等边三角形
D.△ADE的周长是9
2.如图,已知:在△ABC中,AB=AC,点M是BC的中点,点D,E分别是AB,AC边上的点,且BD=CE,求证:MD=ME.
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2.分类讨论思想在等腰三角形中的应用
等腰三角形是一种特殊而又十分重要的三角形,就是因为这种特殊性,在求解有关等腰三角形的问题时经常要注意分类讨论.
(1)已知等腰三角形的一角求另两角:对于一个等腰三角形,若条件中并没有确定顶角或底角时,应注意分情况讨论,先确定这个已知角是顶角还是底角,再运用三角形内角和定理求解.
【例1】已知等腰三角形的一个内角为70°,则另外两个内角的度数为( )
A.55°,55° B.70°,40°
C.55°,55°或70°,40° D.以上都不对
【标准解答】选C.70°角可能是顶角,也可能是底角.当70°角是底角时,则顶角的度数为180°-70°×2=40°;
当70°角是顶角时,则底角的度数为(180°-70°)÷2=55°.所以这个等腰三角形的另外两个内角的度数为55°,55°或70°,40°.
(2)已知等腰三角形的两边求周长:对于底和腰不等的等腰三角形,若条件中没有明确哪是底哪是腰时,应在符合三角形三边关系的前提下分类讨论.
【例2】如果等腰三角形两边长是6cm和3cm,那么它的周长是( )
A.9 cm B.12 cm
C.15 cm或12 cm D.15 cm
【标准解答】选D.当6为腰,3为底时,6-3