2006年北京市中考數(shù)學試題的第23題是:
如圖1,OP是∠MON的平分線,請你利用該圖形畫一對以OP所在直線為對稱軸的全等三角形.請你參考這個作全等三角形的方法,解答下列問題:
(1)如圖2,在△ABC中,∠ACB是直角,∠B=60°,AD、CE分別是∠BAC、∠BCA的平分線, AD、CE相交于點F.請你判斷并寫出FE與FD之間的數(shù)量關系.
(2)如圖3,在△ABC中,如果∠ACB不是直角,而(1)中的其他條件不變,請問,你在(1)中所得結論是否仍然成立?若成立,請證明;若不成立,請說明理由.
分析:如圖4,在OP上取一點R,在OM和ON上截取OG=OQ,則易知△GOR≌△QOR(SAS).它告訴我們,角是軸對稱圖形,角平分線所在的直線是它的對稱軸,只要在角的兩邊上取OG=OQ,任取OP上一點R,總有△GOR≌△QOR.由此我們得到一個常用的方法:利用沿角平分線翻折的方法去構造全等三角形,進而借助于全等三角形的性質來解決有關問題.應用此法可得問題(1)和(2)的解答如下:
(1)FE與FD之間的數(shù)量關系為FE=FD.
(2)答:(1)中的結論FE=FD仍然成立.理由是:如圖5,在AC上截取AG=AE,連接FG.
因為∠1=∠2,AF為公共邊,
可得△AEF≌△AGF.
所以∠AFE=∠AFG,F(xiàn)E=FG.
由∠B=60°, AD、CE分別是∠BAC、∠BCA的平分線,
可得∠2+∠3=■∠BAC+■∠BCA=■(180°-∠B)=60°.
所以∠AFE=∠CFD=∠AFG=60°.
所以∠CFG=180°-∠EFG=60°.
又由∠3=∠4及FC為公共邊,
可得△CFG≌△CFD.
所以FG=FD.
所以FE=FD.
下面再舉兩例說明添加這類輔助線的妙用.
例1如圖6,在四邊形ABCD中,AC平分∠BAD,CE⊥AB于E,AD+AB=2AE.試求∠ADC+∠B的度數(shù).
解:過點C作CF⊥AD,交AD的延長線于F.
因為∠1=∠2,∠CFA=∠CEA=90°,AC=AC,
所以Rt△ACF≌Rt△ACE(AAS).
所以AF=AE.
又AD+AB=2AE,即(AF-DF)+(AE+BE)=2AE,所以BE=DF.
又∠DFC=∠CEB=90°,CF=CE,
所以△CDF≌△CBE(SAS),
所以∠CDF=∠B.
又∠ADC+∠CDF=180°,
所以∠ADC+∠B=180°.
例2如圖7,Rt△ABC中,∠ACB=90°,CD⊥AB于D,AF平分∠CAB交CD于E,交CB于F,且EG∥AB,交CB于G,CF=CE,則CF與GB的大小關系是().
(A)CF>GB(B)CF=GB
(C)CF<GB(D)無法確定
解:過F作FH⊥AB于H.
因為AF平分∠CAB,所以FC=FH.
又因為CF=CE,所以CF=CE=FH.
在Rt△CEG和Rt△FHB中,由CE=FH,∠CGE=∠B,得Rt△CEG≌
Rt△FHB,從而CG=FB.
所以CF=GB.
故應選B.