在初中几何学习中,角平分线是一个重要的概念。它不仅在中考数学中经常出现,而且在解决许多几何问题时,角平分线的性质和模型都发挥着关键作用。本文将详细介绍角平分线的四大模型,帮助读者深入理解这一几何奥秘。
模型一:角平分线上的点向两边作垂线
模型分析
在角平分线上任意取一点P,过点P分别向角的两边作垂线,垂足分别为A和B。根据角平分线的性质,角平分线上的点到角两边的距离相等,因此可以构造出两个全等的直角三角形,进而得到对应边、对应角相等。
模型实例
例题:在△ABC中,∠C=90°,AD平分∠CAB,BC=6cm,BD=4cm,求点D到直线AB的距离。 解答:过点D作DE⊥AB于点E,由于AD平分∠CAB,CD=DE。由BC=6cm,BD=4cm,得DE=2cm,即点D到直线AB的距离是2cm。
练习:在四边形ABCD中,BC>AB,AD=DC,BD平分∠ABC。求证:∠BAD=∠BCD。
证明:作DE⊥BC于点E,作DF⊥AB于点F,由BD平分∠ABC,得DF=DE。又AD=DC,∠ADF=∠CDE=90°,因此△ADF≌△CDE(SAS)。从而∠ADF=∠CDE,即∠BAD=∠BCD。
模型二:截取构造对称全等
模型分析
在角平分线上任意取一点P,在角的两边分别截取等长的线段,连接这两点与角平分线上的点P,可以构造出对称全等的三角形。
模型实例
例题:在△ABC中,AD是∠CAB的外角平分线,P是AD上异于点A的任意一点,试比较PB和PC与AB和AC的大小关系。 解答:作PE⊥AB于点E,PF⊥AC于点F,由AD平分∠CAB,得PE=PF。因此,△PEB≌△PFA(HL)。从而PB=PF,PC=PE,即PB=PF=PC。
练习:在△ABC中,AB=AC,AD是∠CAB的外角平分线,P是AD上异于点A的任意一点,试比较PC-PB与AC-AB的大小关系,并说明理由。
解答:由AB=AC,得AD平分∠CAB,因此PC-PB=PE-PF。又PE=PF,所以PC-PB=0,即PC-PB=AC-AB。
模型三:角平分线垂线构造等腰三角形
模型分析
在角的两边分别取点,连接这两点与角平分线上的点,可以构造出等腰三角形。
模型实例
例题:在△ABC中,AB=AC,AD平分∠CAB,求证:BD=CD。 解答:作BE⊥AC于点E,CF⊥AB于点F,由AD平分∠CAB,得BE=CF。因此,△BDE≌△CDF(HL)。从而BD=CD。
练习:在△ABC中,AB=AC,AD平分∠CAB,求证:∠ADB=∠ADC。
证明:由AB=AC,得AD平分∠CAB,因此∠ADB=∠ADC。
模型四:角平分线平行线
模型分析
在角平分线上任意取一点P,过点P作角的两边的平行线,可以构造出等腰三角形。
模型实例
例题:在△ABC中,AD平分∠CAB,求证:∠APB=∠CPD。 解答:过点P作PE∥AB,PF∥AC,由AD平分∠CAB,得∠APE=∠APF。因此,△APE≌△APF(AAS)。从而∠APB=∠CPD。
练习:在△ABC中,AD平分∠CAB,求证:∠APB=∠ACD。
证明:由AD平分∠CAB,得∠APB=∠ACD。
通过以上对角平分线四大模型的介绍,相信读者已经对这一几何概念有了更深入的理解。在解决几何问题时,灵活运用这些模型,将有助于提高解题效率。