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几何模型|对角互补模型之“60-120”

 黄河清 2022-03-11
上一期中讲到对角互补模型之“双直角”,很多有趣的结论,实用的结论都在里面,很多学生都感兴趣。今天继续给大家带来对角互补模型之“60°-120°”,希望能给同学们的学习带来帮助。

典型例题1:等边三角形+对角互补,求证角平分线

1、如图,D为等边△ABC外一点,若∠BDC=120°,求证:AD平分∠BDC.

解题思路:

①思路1:对角互补-截长补短。已知∠BAC=60°,∠BDC=120°,所以得知四边形ABDC对角互补,又因为AB=AC,所以可以进行截长补短或者旋转;即将△ABD绕点A逆时针旋转60°,或者将△ACD绕点A顺时针旋转60°,都可求解得到△ADE为等边三角形。

②思路2:逆用角平分线定理。已知AB=AC,可作垂线AE和AF;由对角互补可以倒角知∠ABE=∠ACF,所以可用两次全等证得结果。

③思路3:四点共圆。由对角互补可知四点共圆,弦相等则角相等,得出角平分线。

总结经验:

①对角互补,邻角互补可以导出角相等,而共顶点的等线段则是旋转思路的基本由来;

②满足对角互补及共顶点的等线段,则可逆用角平分线定理作辅助线;

③用四点共圆的思维去解决几何当中的角度问题是相对比较简单的。

典型例题2:等边三角形+角平分线,证对角互补

2、如图,D为等边△ABC外一点,若AD平分∠BDC,求证:∠BDC=120°.

解题思路:

①思路1:角平分线定理。已知角平分线,则依据角平分线定理构建垂线,证两次全等三角形可知∠ABE=∠ACF,则可推导到对角互补,所以∠BDC=120°.

②思路2:截长补短倒角。延长DB至点E使得DE=DC,根据角平分线构造全等三角形,即可以得到AE=AC=AB,则∠E=∠ACD=∠ABE, 则可在四边形ABDC中导出对角互补,所以∠BDC=120°.

总结经验:

碰到角平分线可以直接应用角平分线定理作垂线;对角互补模型的应用与角平分线性质结合起来,才有更清晰的辅助线作法;

典型例题3:对角互补+角平分线,证等边三角形

3、如图,D为△ABC外一点(BDCD),∠BAC=60°,若∠BDC=120°,AD平分∠BDC,求证:ABAC.

解题思路:

①思路1:角平分线模型的应用。方法一延长DB至点E使得DE=DC,根据全等三角形倒角,结合对角互补可知AE=AC=AB,所以得证;方法二在DC上截取DE=DB,则一样根据全等三角形倒角,结合对角互补可知AE=AC=AB,所以得证.

②思路2:构造等边三角形。因为∠ADC等于60°,则构造等边△ADE,可以证得△ABD全等△ACE,则可证得AB=AC。

总结经验:

存在60°角的时候,构造等边三角形,是几何证明题当中最重要的辅助线作法之一。

典型例题4:等边三角形+60度,证角平分线

4、如图,D为等边△ABC外一点,若∠ADC=60°,求证:AD平分∠BDC.

解题思路:

①思路1:构造等边△ADE。两个等边三角形共顶点得到手拉手模型,即可得到∠ADB=∠AEC=60°,所以AD平分∠BDC.

②思路2:截取AE=CD。则可证得△ABE全等△CBD,可得到BE=BD,∠ABE=∠CBD,可推导得到∠EBD=60°,所以△BDE为等边三角形,所以AD平分∠BDC.

总结经验:

方法二中,根据8字模型倒角可知∠BAD=∠BCD,又因为AB=CB,则根据最基本的全等三角形条件构造可得到辅助线作法。此法最基础也最容易被学生忽略。

典型例题5:等腰三角形+角平分线,证等边三角形

5、如图,D为△ABC外一点,若∠ABC=∠ADB=∠ADC=60°,求证:ABAC.

解题思路:

①思路1:构造等边△BDG。可证得△ABG全等△CBD,所以AB=BC,所以△ABC为等边三角形,即AB=AC。

②思路2:四点共圆。角相等,得出四点共圆,同弦所对的圆周角相等,则可推导出∠ADB=∠ACB=60°,所以△ABC为等边三角形,即AB=AC。

总结经验:

方法1中,构造等边三边形,一条辅助线得出全等三角形的三个条件,俗称“一石三鸟”,此方法熟能生巧,需要多思考多总结。

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