三角形(十一)

三角形的三条线:角平分线、中线、高是很重要也很很神奇的三条线,结合着全等三角形我们来研究一下。

这三条线中,高是相对来说比较没有地位的,涉及到高的题目一般来说不会太难。因为处理高的办法比较多,还有面积可以帮助,但是中线和角平分线就会麻烦很多。举个例子,给定一个三角形,让你求高的长度,和求中线或者角平分线的长度,你是不是顿时觉得后面两个挺难求的?如果不用三角的方法确实不大好做,但是高的话你用一下勾股定理就出来了。

事实上,在和全等相关的那些问题中,有时候是中线的题目难,有时候是角平分线的题目难,我们来看一些具体的例子。

例1  已知△ABC和△DEF中,∠B=∠E,∠C=∠F,AG是∠BAC的角平分线,DH是∠EDF的角平分线,且AG=DH,求证:△ABC和△DEF两个三角形全等。

首先,既然有两个角相等,由三角形内角和定理知,第三个角必然相等。像这样直接得到的结论,就要标注在∠C=∠F的后面,同时,在图上做出标记,表示∠B=∠E,∠C=∠F,避免反复读题浪费时间。

数学学习中这样的刻意训练是必不可少的,这也是提高解题速度的一个基本方法,而角平分线的条件告诉我们,∠BAG=∠CAG=∠EDH=∠FDH。像这些能标记的都标上。

对于目标三角形来说,只有两个角的条件,缺一条边,所以肯定不能直接证明全等,但是对于△BAG和△EDH来说,全等的条件显然是够了,于是我们得到AB=DE,再结合∠B=∠E,∠C=∠F,命题得证。

如果我们把角平分线换成高,你会发现几乎是一样的作法,先通过两个小三角形全等得到AB=DE,然后大三角形全等。

自然的,下一个问题就是中线。

我们把题目做一些调整:已知AB=DE,AC=DF,AG和DH分别是对边上的中线,且BC=EF,求证△ABC全等于△DEF。

目标是什么?既然是两边对应相等了,所以要么证明∠BAC=∠EDF,要么证明BC=EF,证明其他角相等没用,SSA是没有办法判定全等的。

问题来了,怎么证?

我们会发现就像拳头打在棉花上一样软弱无力。这个中线的条件该怎么用?既不能直接给我们夹角相等,又不能给我们第三边相等——因为无论和哪条边搭配,始终都是两条边对应相等,不满足全等的条件,这时候该怎么办?

天空传来一个声音:中线嘛,倍长吧。

我们分别延长AG和DH一倍,使得GJ=AG,DH=HK,于是有△ABG全等于△JCG,△DEH全等于△KFH,然后呢?

然后当然是观察有没有能把两边联系起来的全等啊!

我们发现,AG倍长成AJ后,和DK是相等的,而AC=DF,CJ=AB=ED=FK,于是得到△AJC全等于△DKF,这是一个好兆头!因为我们要的就是这样的联系。

于是可以得到∠J=∠K,∠JAC=∠KDF,而∠J=∠BAG,∠K=∠EDH,相加就得到∠BAC=∠EDF了,目标得证。

这是中线比角平分线麻烦的例子,下一次我们来看角平分线比中线麻烦的例子。

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