初中几何辅助线的技巧讲解(中考几何进阶33辅助线法则)
初中几何辅助线的技巧讲解(中考几何进阶33辅助线法则)在探讨M轨迹问题之前,说明一下∠DAP平分线作图问题:连接BK并延长交AE延长线于M。显然射线AL动,则K在圆A(a)上动,则M点在动。那么,动点M的轨迹是什么呢?(这可以作为一道题了)〖一般性提点〗从后面〖题目分析〗部分可知,题目本身没有太大难度。但深度挖掘,可以发现一些很有趣的东西:角平分线的另类作图法,以及一系列比较高难的几何题的出处。如图,过D作角平分线AE的垂线,交AP于K,则易见D、K、B在以A为圆心,以正方形边长a为半径的圆弧上,记为圆A(a)。
中考几何进阶 33 辅助线法则 角平分线模型 正方形中的角平分线性质
从一道简单的几何题讲起。文章比较长,但很重要也很有趣,耐心看完。
题. 《正方形与角平分线》
正方形ABCD中,P是BC边上任意一点,连接AP,AE是∠DAP的平分线,交CD于点E。试探讨AP、BP与DE之间存在的关系。
〖一般性提点〗
从后面〖题目分析〗部分可知,题目本身没有太大难度。但深度挖掘,可以发现一些很有趣的东西:角平分线的另类作图法,以及一系列比较高难的几何题的出处。
如图,过D作角平分线AE的垂线,交AP于K,则易见D、K、B在以A为圆心,以正方形边长a为半径的圆弧上,记为圆A(a)。
连接BK并延长交AE延长线于M。显然射线AL动,则K在圆A(a)上动,则M点在动。那么,动点M的轨迹是什么呢?(这可以作为一道题了)
在探讨M轨迹问题之前,说明一下∠DAP平分线作图问题:
作圆A(a)交射线AL于K,连接 DK,作线段DK的垂分线即为∠DAP的平分线。
回到M的轨迹问题。
因为关键关联动点K的轨迹是圆,猜测M的轨迹也是圆(起码是直线的概率非常低),若如此,动点M对定线段AB所张的角理应是一个定值,且M、A、B在同一个圆上,那么圆心就在AB的垂分线上。而AB垂分线上有一个特别的点,那就是正方形的中心。M可能就在正方形的外接圆上。要真是这样的话,就得有∠AMB=45°。那么∠AMB是不是45°呢?这就和角平分线搭上关系了。
△ABK是等腰三角形,作AN⊥BK于N,则AN平分∠KAB。
如图,α+θ=45°,△ANM是等腰直角三角形,∠AMB=45°。易知点M在正方形外接圆上。
连接CM、DM,则CM⊥AM,DM⊥BM。AM平分∠DMB,BM平分∠CMA。∠DMC=135°
过B作BM的垂线,分别交MA延长线和MC延长线于G、H,则
△ABG≌△BCM;△ABM≌△CBH;
AM+CM=GM=HM=√2·BM。
由此衍生很多典型题(请自行解题):
题a. 正方形ABCD中,射线AL上取一点K,使得AK=AB,BK延长线交∠DAL平分线于M,求证(1)CM⊥AM;(2)DM⊥BM
题b. 正方形ABCD中,射线AL上取一点K,使得AK=AB,作DM⊥BK延长线于M,求证AM平分∠DAK。
题c. 正方形ABCD中,AL是一条射线,作CM⊥∠DAL的平分线于M,连接BM交AL于K,求证:AK=AB。
题d. 正方形ABCD中,K是射线AL上一点且AK=AB,作DM⊥BK延长线于M,求证:AM+CM=√2·BM。
题e. 正方形ABCD中,射线AL交BC于P,而AK=AB,作DM⊥BK延长线于M,AM交CD于E,求证DE=AP-BP。
还可以构造更多相关的几何题,就不再一一举例。核心要点在于AM是∠DAL的角平分线,M在ABCD的外接圆上。
或者题设AM是∠DAL的平分线,或者你需要证明AM是∠DAL的平分线。这是这一系列几何题的关键。
最后,看看角平分线的作图问题:
在射线AL上取一点K,连接BK并延长,作DM⊥BK的延长线于M,则AM平分∠DAL。
你,掌握了吗?
〖题目分析〗
题设 求 三个线段之间的关系,多数情况下,或存在线性关系,或者线段比存在线性关系。
既然P是动点,暗示三者之间的关系和P的位置无关,可以从极端或特殊点,估计三者之间的 关系。
若P与B重合,则DE=a,即正方形边长,AP=a,BP=0,则DE=AP±BP;
若P与C重合,则由角平分线定理DE=(√2-1)a,AP=√2 a,BP=a,易见DE=AP-BP。
综合上述,三线段关系为:
DE=AP-BP。
接下来就要证明这个立论。
从角度分析入手。
方法1
常规的方法,是截长补短。截长的话即AP-BP,所得三角形找不到与DE关联的三角形全等,再试一试补短。
正方形对角互补,又有线段相等,满足补角边补全等的条件,这样不相干的两条线段DE和BP可以转换为一条线段。既可以在AB边补全等,也可以在AD边补全等。我们采用后者。
△ABP逆时针旋转90°至△ADP´,则△ADP´≌△ABP,△P´AE为顶角2α,底角为α+β的等腰三角形,AP´=EP´;且AP´=AP,DP´=BP,结果得:
AP=EP´=DE+P´D=DE+BP,即
DE=AP-BP。