前面讲过“手拉手模型”。我们知道,世间万物,很多都是成对存在的,既然有手拉手,自然也有脚拉脚。好啦,今天我们就来讲一下脚拉脚模型。 “脚拉脚模型” 如图中等腰△ABC与等腰△DCE中,底角顶点相交于点C,顶角∠A与∠D互补,这就是“脚拉脚模型” 连接BE,取中点F,连接AF,DF。 则有结论: AF⊥DF 法一:倍长中线法 证明:延长AF至点G,使AF=FG 易知:△AFB≌△GFE ∴ AC=GE ∠ACD=360°-(∠ACB+∠DCE+∠BCE)=360°-90°-∠ACB=270°-∠BCE ∠DEG=∠DEB+∠GEB =∠DEC+∠BEC+∠ABC+∠CBE 又∵ ∠CBE+∠BEC=180°-∠BCE ∠DEC+∠ABC=∠ACB+∠DCE=90° ∴ ∠DEG=180°-∠BCE+90° =270°-∠BCE ∴∠DEG=∠ACD ∴易知:△ACD≌△DEG ∴AD=DG 又∵ F为AG的中点 ∴AF⊥DF 补充:本题也可以利用对角互补导角 如图,延长AF至G,使得AF=FG ∴易知:△AFB≌△GFE ∴AB//EG 延长EG,AC,交于点H ∵AB//EG ∴∠BAC=∠CHG 又∵∠BAC+∠CDE=180° ∴∠CHG+∠CDE=180° ∴∠DEG+∠DCH=180° ∴∠DEG=∠ADC ∴易证:△ACD≌△DEG ∴AD=DG 又∵ F为AG的中点 ∴AF⊥DF 法二: 构造共顶点手拉手 如图,延长BA至M,使AM=AB 则△ACM为等腰三角形 同理:构造等腰△CDN ∴ 易知:△BCM∽△ECN 连接ME,BN 易知:△BCN∽△MCE ∴ ∠CMB=∠NBC ∴ △MRO∽△BRC ∴ ∠MOR=∠RCB=90° ∴ BN⊥ME 又∵AF为△BCM的中位线 ∴ AF//ME ∴ ∠OPE=90° 同理可知:∠OQF=90° ∴四边形PFQO为矩形 ∴AF⊥DF 法三: 中位线法 取BC中点G,CE中点H, 由此易知:△AGF≌△FHD ∠1=∠4,∠2=∠3 ∴ ∠AFD=∠GFH-(∠2+∠4)=180°-∠CGF-(∠2+∠4) ∠AGF=180°-(∠1+∠2) ∴∠CGF=90°-(∠1+∠2)=90°-(∠2+∠4) ∠AFD=180°-90°+(∠2+∠4)-(∠2+∠4)=90° ∴AF⊥DF 特殊情况:当等腰△ABC与等腰△DCE,都是等腰直角三角形时 有AF⊥DF,且AF=DF 如图所示: 证明方式同上. 小结:脚拉脚模型的结论比较简单,但是注意,证明过程的辅助线作法,以及一些几何的转化方式,比结论本身更加重要。 例1:已知:在Rt△ABC中,AB=BC,在Rt△ADE中,AD=DE,连结EC,取EC的中点M,连结DM和BM.如果将图①中的△ADE绕点A逆时针旋转小于45°的角,如图②,那么BM和DM有什么关系? 不用多说,我们刚讲的脚拉脚模型,我们已经知道结论:BM⊥DM,且BM=DM,但是,请注意,这里是大题,我们要进行严格证明才行 证明:延长DM至点F,使得DM=DF,连接FC,BF ∴△ADB≌△CFB(SAS) ∴∠DEM=∠FCM ,DM=FM ∴DE//CF 如图,延长AD,CF,使它们相交于点G ∵DE//CF ∴∠AGC=90° 又∵∠ABC=90° ∴∠BAC=∠BCG ∴易知:△ABD≌△CBF(SAS) ∴BD=BF,且∠DBF=90° ∴△DBF为等腰直角三角形 又∵M为DF中点 ∴BM⊥DM,且BM=DM
注意:这里哪些点连哪些点很重要,前面的证明中都有给出,千万不能连错。以及辅助线的做法,向哪里作辅助线,要搞清楚方向,以免出错. 例2:已知正方形ABCD和正方形CGEF,且D点在CF边上,M为AE中点,连接MD、MF. (1)如图1,请直接给出线段MD、MF的数量及位置关系是__________. (2)如图2,把正方形CGEF绕点C顺时针旋转,使得B,C,E共线,则(1)中的结论是否成立?若成立,请证明;若不成立,请给出你的结论并证明. (1) 解析:如图,延长DM交EF于点P 则易知:△ADM≌△EPM ∴DM=PM=FM 又∵PE=AD=DC,EF=FC ∴FP=EF-PE FD=FC-DC ∴FP=FD ∴△DFP为等腰直角三角形 ∴MF⊥MD (2) 解析:如图,延长DM,与CE相交于点N 易知:△ADM ≌△ENM ∴AD=DC=NE ∴△DCF与△NEF中, DC=NE,∠DCF=∠NEF,CF=EF ∴△DCF≌△NEF ∴DF=FN ∴MF=MD,且MF⊥MD 例3:如图,∠BAC=60°,∠CDE=120°,AB=AC,DC=DE,连接BE,P为BE的中点. (1)如图1,若A、C、D三点共线,求∠PAC的度数; (2)如图2,若A、C、D三点不共线,求证:AP⊥DP; (1)解析:如图,延长AP至点F,使得AP=PF 易知:△ABP≌△FEP ∴∠BAP=∠EFP ∴EF//AB ∵ AB=AC=EF,CD=DE ∴ AC+CD=EF+DE ∴ AD=FD ∴ △ADF为等腰三角形 ∴ ∠PAC=∠PFD=30° (2)解析:如图,延长AP至点F,使得AP=PF ∴由(1)易知:△ABP≌△FEP,AB//EF,AC=EF 如图,延长AC,交EF于点G ∵ AB//EF ∴∠BAC=∠CGE=60° ∵∠CGE+∠CDE=180° ∴∠DEF+∠GCD=180° ∴∠DEF=∠ACD ∴△ACD与△DEF中 AC=EF,∠DEF=∠ACD,CD=DE ∴△ACD≌△DEF ∴AD=DF ∴ △ADF为等腰三角形 ∵P为AF中点 ∴AP⊥DP
例4:如图,△ABC中,AB=AC,∠ABC=α,在四边形BDEC中,DB=DE,∠BDE=2α,M为CE的中点,连接AM、DM ① 在图中画出△DEM关于点M成中心对称的图形 ② 求证:AM⊥DM ③ 当α=_______,AM=DM ① 如图所示 ② 解析:由① 可知,△DME≌△GMC ∴DE//CG,DE=DB=CG 如图,延长GC,DB交于点H 则,∵DE//CG ∴∠BDE+∠BHC=180° 又∵∠BDE+∠BAC=180° ∴∠BHC=∠BAC ∴∠ABH=∠ACH ∴∠ABD=∠ACG ∴△ABD与△ACG中 AB=AC,∠ABD=∠ACG,BD=CG ∴△ABD≌△ACG ∴AD=AG 又∵M为DG的中点 ∴AM⊥DM ③ 由② 知:AM⊥DM 要使AM=DM 则∠ADM=45°即可 即当α=45°时即可 总结:1.会辨别“脚拉脚模型”2.明确“脚拉脚模型”结论,做到心中有数3.掌握该模型常见作辅助线的方法,这样才能在无数的变化中,找出暗藏的玄机 |
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