在證明結(jié)論是等積式(比例式)的幾何題時(shí),若能根據(jù)題設(shè)和圖形特征,恰當(dāng)添加輔助線,巧構(gòu)相似三角形,借助其特殊性質(zhì),往往會(huì)迅速找到解題途徑.現(xiàn)舉幾例如下:
例1如圖1,在△ABC中,∠B=2∠C,試說(shuō)明AC2=AB2+AB·BC.
分析:可將結(jié)論變形為 AC2=AB(AB+BC),故聯(lián)想到構(gòu)造一條長(zhǎng)等于AB+BC的線段.延長(zhǎng)AB至D,使BD=BC,連接CD,構(gòu)成共邊共角相似三角形,然后說(shuō)明△ABC∽△ACD,從而使問(wèn)題得以解決.
證明:延長(zhǎng)AB至D,使BD=BC,連接CD,則∠BDC=∠BCD.又∠ABC=∠BDC+∠BCD,所以 ∠ABC=2∠BDC,又∠ABC=2∠ACB,所以∠ACB=∠BDC.
又∠CAB=∠DAC,
所以△ABC∽△ACD,得到AB ∶ AC=AC ∶ AD,即AC2=AB·AD=AB
·(AB+BD)=AB2+AB·BD=AB2+AB·BC.
例2如圖2,等腰△ABC中,AB=AC,BD⊥AC于點(diǎn)D,試說(shuō)明BC2=2AC· CD .
分析:同樣,結(jié)論可變形為BC2=AC· (2CD), 故聯(lián)想到構(gòu)造一條長(zhǎng)等于2CD的線段,因此可延長(zhǎng)CD至E,使DE=CD,連接BE,構(gòu)成共邊共角相似三角形,然后說(shuō)明△ABC∽△BEC,再列出比例式即可.
證明過(guò)程由同學(xué)們自己完成.
例3如圖3,△ABC中,AD是∠BAC的平分線,∠BAC=120°,試說(shuō)明: AB·AC=AD(AB+AC).
分析:由結(jié)論可聯(lián)想到構(gòu)造一條長(zhǎng)等于AB+AC的線段,從而延長(zhǎng)BA至E,使AE=AC,連接CE,有AD∥CE,可得到 △ABD∽△EBC,列出比例式,再通過(guò)等量代換,使問(wèn)題獲解.
解:延長(zhǎng)BA至E,使AE=AC,連接CE.
由∠BAC=120°,得∠CAE=60°,又AE=AC,所以△ACE為等邊三角形,則EC=AC,且∠E
=∠BAD=60°,所以EC∥AD,從而△ABD∽△EBC,所以BA : BE=AD : EC,即 AB·EC=BE·AD,而EC=AC,BE=AB+AE=AB+AC,所以AB·AC=AD(AB+AC).
例4如圖4,在△ABC中,AD平分∠BAC交BC于點(diǎn)D,F(xiàn)G垂直平分AD,交AB、AD及BC的延長(zhǎng)線于點(diǎn)F、E、G,試說(shuō)明DG2=CG·BG.
分析:由于DG、CG、BG三條線段在同一條直線上,它們之間的比例關(guān)系難以確定,可嘗試線段轉(zhuǎn)移、等量代換,使之成為兩個(gè)相似三角形的對(duì)應(yīng)邊.由于題設(shè)中有FG是AD的垂直平分線,聯(lián)想到GA=GD,從而連接AG,構(gòu)成共邊共角三角形,通過(guò)證明△ABG∽△CAG,可使問(wèn)題獲解.
證明:連接AG,因?yàn)镕G垂直平分AD,所以DG=AG,且∠ADG=∠DAG.又因?yàn)锳D平分∠BAC,所以∠BAD=∠DAC,又因?yàn)椤螧AG=∠BAD+∠DAG,∠ACG=∠DAC+∠ADG,所以∠BAG=∠ACG.
又∠BGA=∠AGC(公共角),所以△ABG∽△CAG,從而AG ∶ CG=BG ∶AG,即AG2=CG·BG,而DG=AG,所以DG2=CG·BG.