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两个三角形全等的判定方法共有四种(角边角、角角边、边角边、边边边).这四种方法各有三个条件,这三个条件,有的题目中直接已知;有的题目中部分已知,个别条件隐含在图形中.对于隐含的条件,有的同学往往不会寻找,缺乏对隐含量所在的基本图形的深刻认识.为了帮助同学们突破这一思维障碍,本文就一对隐含关系量(同角的两个余角)相等的基本图形及其应用谈谈体会,希望能起到抛砖引玉的作用.
以上三个图形是“同角的两个余角相等”的基本图形(即图1, DB⊥BE、AB⊥BC,有∠1 = ∠2;图2,AB⊥BC、BC⊥AC于D,有∠1 = ∠C,∠2 = ∠A;图3,BD⊥AC于D,CE⊥AB于E,有 ∠B = ∠C).它们潜伏在复杂的图形中,往往是证题的关键.
例1如图4,已知:AE = CE,BE = DE,AE⊥EC,DE⊥BE.求证:AB = CD.
解析:要证AB = CD只需证△AEB≌△CED. 已知条件只有AE = CE,BE = DE,所以还差条件∠AEB =∠CED.这个条件隐藏在AE⊥EC,DE⊥EB的图形中,根据基本图形1,得 ∠AEB = ∠CED.
例2 如图5,已知:Rt△ABC中, ∠ACB = 90O,AC = BC,AD⊥CD于D,BF⊥CD于F,求证:DF = CDAD.
解析:求证DF= CDAD,由于DF = CDCF,所以问题转化为求证AD = CF.AD、CF分别是△ADC、△CFB的边,此时只需证△ADC≌△CFB即可,而已知条件只有AC = BC,∠ADC = ∠CFB=90O,所以两个三角形全等条件还差∠1=∠3(或∠2=∠DAC).这个条件隐藏在AC ⊥CB,BF⊥CD的图形中,根据基本图形2,可得∠1=∠3.
例3 如图6,已知在锐角△ABC中,BD、CE是△ABC的高,且点P在BD的延长线上,BP = AC,点Q在CE上 ,CQ = AB.
求证:AP⊥AQ.
解析:要证AP⊥AQ,只需证∠1 +∠2 = 90O即可,而∠P +∠1 = 90O,所以又只需∠2 =∠P即可. ∠P、∠2分别是△ABP、△QCA的角.于是问题转化为证:△ABP≌△QCA,此时已知条件只有BP = AC,CQ = AB,还差条件∠3 =∠4,这一条件隐藏在BD、CE是△ABC两条高的图形中,根据基本图形3,则∠3 +∠CAE = 90O,∠4 +∠CAE = 90O,即∠3 = ∠4.
从上面三个例题可以看出:“同角的两个余角相等”的基本图形隐含在要证明的几何图形中,隐藏得越深寻找的难度就越大.要想突破这一难点,还要不断加强训练,下面提供一题,供同学们练习.
在△ABC中,∠ACB = 90O,AC = BC,直线MN经过点C,且AD⊥MN于D,BE⊥MN于E.
(1)当直线MN绕点C旋转到图7的位置时,则DE = AD + BE.
(2)当直线MN绕点C旋转到图8的位置时,则DE = ADBE.
(3)当直线MN绕点C旋转到图9的位置时,DE、AD、BE三条线有什么关系?请证明你的结论.
注:“本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文。”
以上三个图形是“同角的两个余角相等”的基本图形(即图1, DB⊥BE、AB⊥BC,有∠1 = ∠2;图2,AB⊥BC、BC⊥AC于D,有∠1 = ∠C,∠2 = ∠A;图3,BD⊥AC于D,CE⊥AB于E,有 ∠B = ∠C).它们潜伏在复杂的图形中,往往是证题的关键.
例1如图4,已知:AE = CE,BE = DE,AE⊥EC,DE⊥BE.求证:AB = CD.
解析:要证AB = CD只需证△AEB≌△CED. 已知条件只有AE = CE,BE = DE,所以还差条件∠AEB =∠CED.这个条件隐藏在AE⊥EC,DE⊥EB的图形中,根据基本图形1,得 ∠AEB = ∠CED.
例2 如图5,已知:Rt△ABC中, ∠ACB = 90O,AC = BC,AD⊥CD于D,BF⊥CD于F,求证:DF = CDAD.
解析:求证DF= CDAD,由于DF = CDCF,所以问题转化为求证AD = CF.AD、CF分别是△ADC、△CFB的边,此时只需证△ADC≌△CFB即可,而已知条件只有AC = BC,∠ADC = ∠CFB=90O,所以两个三角形全等条件还差∠1=∠3(或∠2=∠DAC).这个条件隐藏在AC ⊥CB,BF⊥CD的图形中,根据基本图形2,可得∠1=∠3.
例3 如图6,已知在锐角△ABC中,BD、CE是△ABC的高,且点P在BD的延长线上,BP = AC,点Q在CE上 ,CQ = AB.
求证:AP⊥AQ.
解析:要证AP⊥AQ,只需证∠1 +∠2 = 90O即可,而∠P +∠1 = 90O,所以又只需∠2 =∠P即可. ∠P、∠2分别是△ABP、△QCA的角.于是问题转化为证:△ABP≌△QCA,此时已知条件只有BP = AC,CQ = AB,还差条件∠3 =∠4,这一条件隐藏在BD、CE是△ABC两条高的图形中,根据基本图形3,则∠3 +∠CAE = 90O,∠4 +∠CAE = 90O,即∠3 = ∠4.
从上面三个例题可以看出:“同角的两个余角相等”的基本图形隐含在要证明的几何图形中,隐藏得越深寻找的难度就越大.要想突破这一难点,还要不断加强训练,下面提供一题,供同学们练习.
在△ABC中,∠ACB = 90O,AC = BC,直线MN经过点C,且AD⊥MN于D,BE⊥MN于E.
(1)当直线MN绕点C旋转到图7的位置时,则DE = AD + BE.
(2)当直线MN绕点C旋转到图8的位置时,则DE = ADBE.
(3)当直线MN绕点C旋转到图9的位置时,DE、AD、BE三条线有什么关系?请证明你的结论.
注:“本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文。”