引言
在几何学中,角平分线是一个重要的概念,它将一个角平分为两个相等的角。角平分线不仅具有独特的性质,而且还能在解决几何问题时起到关键作用。本文将详细介绍角平分线的四大模型,并分析如何运用这些模型破解难题。
模型一:角平分线上的点向两边作垂线
模型分析
在这个模型中,角平分线上的点到角的两边的距离相等。这一性质为解决与边相等、角相等、三角形全等相关的问题提供了条件。
模型实例
实例一:在直角三角形ABC中,∠C=90°,AD是∠BAC的平分线,BC=6cm,BD=4cm。求点D到直线AB的距离。
- 解答:作DE⊥AB于点E,由于AD是∠BAC的平分线,CD=DE。因为BC=6cm,BD=4cm,所以DE=2cm,即点D到直线AB的距离是2cm。
实例二:已知∠1=∠2,求证:AP平分∠BAC。
- 证明:过点P作PD⊥AB于点D,PE⊥AC于点E。由于∠1=∠2,PD=PE,AP⊥AB,PE⊥AC,因此AP平分∠BAC。
模型二:截取构造对称全等
模型分析
在这个模型中,利用角平分线图形的对称性,在角的两边构造对称全等三角形,可以得到对应边、对应角相等。
模型实例
实例一:在三角形ABC中,AD是∠BAC的外角平分线,P是AD上异于点A的任意一点。比较PB和PC与AB和AC的大小,并说明理由。
- 解答:由于AD是∠BAC的外角平分线,∠PAD=∠PDA。根据对称性,△PAB≌△PCA,因此PB=PC,AB=AC。
实例二:在三角形ABC中,AD是∠BAC的内角平分线,其他条件不变。比较PC-PB与AC-AB的大小,并说明理由。
- 解答:同理,△PAB≌△PCA,PC-PB=AC-AB。
模型三:角平分线垂线构造等腰三角形
模型分析
在这个模型中,构造等腰三角形可以利用等腰三角形的三线合一,也可以得到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
实例一:在三角形ABC中,P是MO的平分线上一点,AP⊥OP于点P,延长AP至点B。
- 结论:△AOB是等腰三角形。
实例二:在三角形ABC中,P是MO的平分线上一点,AP⊥OP于点P,延长AP至点B,BP=BO。
- 结论:△AOB是等腰三角形。
模型四:角平分线平行线
模型分析
在这个模型中,角平分线平行时,常过角平分线上一点作角一边的平行线,构造等腰三角形,为证明结论提供更多的条件。
模型实例
实例一: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,由于BD平分∠ABC,∠ABD=∠CBD。因为AD=DC,所以△ABD≌△CBD,∠BAD=∠BCD。
实例二:在三角形ABC中,外角ACD的平分线CP与内角ABC的平分线BP相交于点P,若∠BPC=40°,求∠CAP。
- 解答:作PN⊥BD于点N,作PF⊥BA于点F。由于CP平分∠ACD,BP平分∠ABC,∠BPC=40°,所以∠CAP=40°。
总结
通过掌握角平分线的四大模型,我们可以更轻松地解决与角平分线相关的几何问题。在解题过程中,我们需要注意观察题目条件,灵活运用各种模型,以找到解题的突破口。