初中数学几何常见辅助线作法口诀(几何题中辅助线应该是什么线)
导语:中考几何压轴 72 辅助线法则 辅助圆,算术平均 几何意义与辅助线
中考几何压轴 72 辅助线法则 辅助圆,算术平均 几何意义与辅助线
这一系列,不限专题,解析系列经典几何题,提高几何分析解决问题能力。
题79. 《辅助圆·算术平均·几何意义》
如图,△Rt.ABC中,∠ABC=90°, BC=4;D、E分别是AB、AC上的点,BD=2,∠BED=45°,若AC-AB=2AE,求线段AB的长度。
〖一般性提点〗
[1]. 本题经典再现了求线段长度的一般方法。
<1>. 角度/线段分析,设置适当的未知数:角度分析的根本目的,是暨此获得线段信息。
<2>. 根据几何原理,建立关联线段表达(含未知数):综合性强,各种必要的几何原理。
<3>. 基于几何原理,建立关于未知数的方程并求解方程:主要是Rt.三角形、相似三角形。
[2]. 圆:简约强大的角度分析手段
之所以如此,关键在于角度和弧长的正比关系。圆上的角,就好比直线上的点:
一旦角度和圆产生关系(其射线或其反向延长线均与圆有交点),那么该角度就正比于其所对弧和或差之半:圆内角取和,圆外角取差。
所以,辅助圆和辅助线,有着同等重要的地位,也是各位学友容易忽略之所。
详细参考题目分析。
〖题目分析〗
本题关键在于∠BED=45°,AC-AB=2BE 两个条件怎么用。
[1].45°角:怎么利用
题设45°角关联的辅助线,一般是补全等腰直角三角形,本题明面上缺乏着力点,但别忘了一个隐藏的点:外接圆圆心O。特殊的角度,弦与圆心构成特殊三角形:45°对应等腰Rt.三角形;30°对应正三角形等,如图。
[2]. AC-AB=2AE的含义
该关系,隐藏着中点信息(算术平均的几何意义)。意识到这一点是确定解题路线的关键。
代数中:
m-n,m,m+n:
m=[(m+n)+(m-n)]/2
m 称为是(m-n)、(m+n)的算术平均。易知:(m+n)-(m-n)=2n。
算术平均的几何意义就是线段的中点。
若灵活掌握了这个要点,本题就不难了。结合本题,CE就是AC=(m+n),AB=(m-n)的算术平均(其中,AE=n):
CE=AC-AE=AB+AE
结合本题,在几何上,就是延长EA至H,使得AH=AB,则点E就是线段CH的中点。
这就是AC-AB=2AE告诉你要做的事情。
<1>. 作△BDE外接圆O,O为圆心;圆O与AC、BC的交点(B、E之外)分别是G、F;
<2>. 延长CA至H使得AH=AB,连接BH;由题设AC-AB=2AE,易知,E是CH之中点;△ABH是等腰三角形;
[3]. 角度线段分析
显然,求AB就是求AD,设AD=λ;目标方向是用λ表达AC;这样,在Rt.△ABC中,基于勾股定理,可建立关于λ的方程。
圆O将线段AC分为三段,因此,可以分别寻求这三段的表达式。
接下来的角度线段分析,没有太大难度,要的是定力和眼力。
<1>.连接OF
∵ DBF=90°,∴ DF是圆O的一条直径,且∵∠BOD=90°,∴∠BDO=45°,∴ Rt.△DBF是等腰三角形:
BF=BD=2;
则 CF=BC-BF=2;
∴ F是BC的中点;(这样,加上E,有了两个中点)
<2>. EG、CG、AE:
AC三段中,和圆关联最密切的是EG,所以先关注EG的表达;
记BH与圆O的交点为K;关联角度标记参考图:
EF是△BCH的中位线:EF∥BH;
∴ 弧EDK=弧BF,其上的圆周角=45°;
即θ+β=45°;
∵ △ABH是等腰三角形,又EF∥BH;
∴ ∠CEF=∠AHB=∠ABH=θ;
而∠DFE=∠DBE=β(同弧圆周角);
考察直径DF上的弧DEGF:
∵ 弧 DE、FG上的圆周角之和为45°;
∴弧EG上的圆周角=45°;即:
弧EG=弧BF(=弧BD),得到系列相等线段、圆周角度;以及关联平行线:
∴结果① :EG=BF=2;
结果②:∠CEB=∠CBE,△CBE是等腰三角形;
结果③:连接FG∥BE,G为CE中点:CG=EG=2;
结果④:连接BG∥DE,且△ABG为等腰三角形,
∴ △ADE也是等腰三角形:AE=AD=λ;
[4]. 在Rt.△ABC中,由勾股定理建立关于λ的方程并求解,这就非常简单了,结果是:
λ=1;
∴ AB=BD+AD=3.
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