辅助线——截长补短
截长补短
遇到求证线段和差及倍半关系时,可以尝试截长补短的方法.截长指在长线段中截取一段等于另两条中的一条,然后证明剩下部分等于另一条;补短指将一条短线段延长,延长部分等于另一条短线段,然后证明新线段等于长线段.题目中常见的条件有等腰三角形(即两条边相等),或角平分线(即两个角相等),通过截长补短后,并连接一些点,构造全等得出最终结论.
1.如图,若要求证AB+BD=AC,可以在线段AC上截取线段AB′=AB,并连接DB,证明B′C=BD即可;或延长AB至点C′使得AC′=AC,并连接BC′,证明BC′=BD即可.
2.如图,若要求证AB+CD=BC,可以在BC上截取线段BF=AB,再证明CD=CF即可;或延长BA至点F,使得BF=BC,再证明AF=CD即可.
3.在一个对角互补的四边形中,有一组邻边(AB=AD)相等,可以使用补短的方法延长另外两边的一条,构建全等三角形.
【典型例题】——截长补短
042.如图,点D为等腰直角三角形△ABC内一点,∠CAD=∠CBD=15°,E为AD延长线上的一点,且CE=CA,则①DE平分∠BDC;②△BCE是等边三角形;③∠AEB=45°;④DE=AD+CD,其中正确的有().
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
【解析】
解:(1)∵△ABC是等腰直角三角形,∠ACB=90°,∴∠BAC=∠ABC=45°,
∵∠CAD=∠CBD=15°,∴∠BAD=∠ABD=45°-15°=30°,∴BD=AD,
∴D在AB的垂直平分线上,∵AC=BC,
∴C也在AB的垂直平分线上,即直线CD是AB的垂直平分线,
∴∠ACD=∠BCD=45°,∴∠CDE=∠CAD+∠ACD=15°+45°=60°,
∴∠BDE=∠DBA+∠BAD=60°;∴∠CDE=∠BDE,即DE平分∠BDC;
(2)∵CE=CA,∴∠CAE=∠CEA=15°,由①得∠CDE=60°,∠DCB=45°,
∴∠BCE=60°,∵AC=BC,∴CE=BC,∴△BCE是等边三角形;
(3)由②得△BCE是等边三角形,∴∠BEC=60°,∴∠AEB=∠BEC-∠CEA=45°;
(4)【方法一】
如图,在DE上取一点F,使得DF=CD,并连接CF,
∵∠CDE=∠BDE=60°,∴∠BDC=120°,△DCF为等边三角形,
∴∠DFC=60°,DC=FC,∴∠CFE=∠CDB=120°,
∵CB=CE,∴△BDC≌△EFC,∴EF=BD,
∴DE=EF+DF=BD+CD=AD+CD.
【方法二】
如图,延长DC至点F,使得CF=AD,并连接EF,
∵AD=DB,∴CF=BD,∵等边△BCE,∴∠CBE=∠BCE=60°,BE=CE,
∴∠DBE=∠CBD+∠CBE=75°,∵∠BCD=45°,∴∠ECF=180°-∠DCE=75°,
∴∠DBE=∠ECF,∴△BDE≌△CFE,∴DE=EF,
∵∠CDE=60°,∴△DEF为等边三角形,∴DE=DF=DC+CF=AD+CD.
【总结】线段和差的问题可以考虑使用截长补短的方法.
【举一反三】
042.(15十堰)如图,正方形ABCD的边长为6,点E,F分别在AB,AD上,若CE=3,且∠ECF=45°,则CF的长为( ).
【截长补短】到底是什么?咋用呢?
各位学友好,八上【全等三角形系列】的学习视频,目前更新到了【专题2.6:截长补短】.
在【专题2.6:截长补短】的子专题里,我们给大家重点分享的实际上是一种【作辅助线】的思想方法. 大家可以打开这一节视频再看看,好好体会体会. 另外,大家回忆一下哈,在专题2.6之前,我们接触更多的是【几何模型】或者模型的变式图形,学友们还记得不?比如:角平分线模型,双高模型,中线构造全等,一线三垂直模型等等……我们也常说,学习和研究这些模型,还是要重点体会学习几何的方法,训练【几何学习思维】.
当然,初中几何的学习不仅仅是模型的学习,还有学友们普遍比较头疼的【添加辅助线】. 比如:什么时候需要辅助线?辅助线该怎么作?辅助线该怎么在解题过程当中描述?等等,这些是不是大家平时会遇到的“烦恼”啊?只顾着烦恼不行啊,还是要解决它. 比如你看【专题2.6:截长补短】这里,只有清楚了这些作辅助线的“问题”,才能明白本专题的学习重点. 学友们看看下面贴出来的专题2.6的总结框架图,基本上也是从这几个方面阐述的,并且给出了具体的6种解题思路和辅助线作法. 平时练习的时候,建议学友们还是多尝试几种不同的辅助线作法,多书写几种不同解题的方法. 目的还是在于要灵活运用【截长补短的思想】,体会【不同辅助线描述】下的不同解题过程,往往其复杂程度和书写量也会大不相同. 这一点,刘博士在后面的习题练习中也会跟大家详细讨论的.
好,还是那句话,【实践是检验真理的唯一标准】,咱们把专题2.6要分享的几道题目给大家贴在下面,也是从【截长补短】的【应用】角度出发,从基础应用,到综合应用,难度上循序渐进,大家好好体会体会哈,欢迎大家在评论区分享交流.
截长补短解题策略进阶
初二数学几何专题辅导课(08)
题目:如图,正方形ABCD,以CD为边做等边三角形CDE,BE与AC相交于点F,
求证:EF=CF+BF
本题同样求解线段的和差问题,同样可以采取截长补短的解题策略,具体方法如下:
通过本题,我们掌握孩子们初步感知求证三条线段之间数量关系的解题策略——截长或者补短的解题策略,另外见60°可以构造等边三角形进行线段转化等解题思想,有兴趣的孩子们可以深入思考还可以怎么借助线段间的数量关系来解决本题(提示:相似,勾股定理均可)
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