初中数学几何辅助线添加方法(初中几何题如何添加辅助线)

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添加辅助线是解决几何证明和计算题的一种重要辅助手段,可以把题目化繁为简,迅速证明或计算到所要的结论。本文就例题讲解如何添加辅助线,希望能给大家带来帮助。

例题

四边形ABCD是正方形,△BEF是等腰直角三角形,∠BEF=90°,BE=EF,连接DF,G为DF的中点,连接EG,CG,EC;

(1)如图1,若点E在CB边的延长线上,直接写出EG与GC的位置关系及的值;

(2)将图1中的△BEF绕点B顺时针旋转至图2所示位置,请问(1)中所得的结论是否仍然成立?若成立,请写出证明过程;若不成立,请说明理由。

初中数学几何辅助线添加方法(初中几何题如何添加辅助线)(1)

一、若点E在CB边的延长线上,直接写出EG与GC的位置关系及EC/GC的值

1、证明四边形CDFE为直角梯形

根据题目中的条件:四边形ABCD是正方形,则∠BCD=90°;

根据题目中的条件:△BEF是等腰直角三角形,则∠BEF=90°;

根据平行线的判定:同旁内角互补,两直线平行,∠BCD ∠BEF=180°,则EF∥CD;

根据题目中的条件和结论:EF≠CD,∠BEF=90°,EF∥CD,则四边形CDFE为直角梯形。

2、根据题目中的条件和结论添加辅助线,构造等腰直角三角形中的重要线段

根据题目中的条件:G为DF的中点,四边形CDFE为直角梯形,可以考虑构造梯形的中位线。

根据梯形中位线定理,可以计算中位线与两底边的关系,利用正方形、等腰直角三角形FEB中边之间的关系,得到中位线与EC的关系。

同时,梯形的中位线也是需要证明的等腰直角三角形的中线,根据直角三角形的判定,可以证明∠EGC为直角。

根据梯形中位线定理,可以得到中位线垂直于EC,则中位线为EC的中垂线上的一段。根据中垂线的性质,可以得到EG=EC。

于是,这样添加辅助线:取EC的中点M,连接GM。

初中数学几何辅助线添加方法(初中几何题如何添加辅助线)(2)

3、证明△EGC为等腰直角三角形

根据梯形中位线的定理:梯形的中位线平行于梯形的底边,中位线的长度等于梯形两底边的和,则GM∥EF,GM=(EF CD)/2;

根据题目中的条件:EF=EB,BC=CD,EC=EB BC,则GM=(EF CD)/2=(EB BC)/2=EC/2;

由辅助线:M为EC的中点,根据直角三角形的判定:如果一边上的中线等于一边的一半,则这个三角形为直角三角形,则∠EGC=90°,即EC⊥GC;

由题目中的条件和结论:∠FEB=90°,GM∥EF,根据平行线的性质:两直线平行,同位角相等,则∠GMC=∠FEB=90°,即GM⊥EC;

由辅助线和结论:EM=MC,GM⊥EC,所以GM在EC的中垂线上;

根据中垂线的性质:线段的中垂线上的点到线段两端距离相等,则EG=GC;

所以,△EGC为等腰直角三角形,EG⊥GC,EC/GC=√2

二、△BEF绕点B顺时针旋转至图2所示位置,写出EG与GC的位置关系及EC/GC的值

1、根据题目中的条件添加辅助线,构造全等三角形和等腰直角三角形

根据题目中的条件:G为DF的中点,考虑构造两组全等三角形:△FGE和△DGN、△EBC和△NDC。

利用正方形、等腰直角三角形FEB中边之间的关系、角之间的关系和全等三角形的判定,证明两组三角形全等。

根据全等三角形的性质,得到NC与EC的位置和大小关系,则构造出等腰直角三角形ENC,其中GC既是它的中线又是高,则△EGC也为等腰直角三角形。

于是,这样添加辅助线:延长EG,取GN=GE,连接DN、CN。

初中数学几何辅助线添加方法(初中几何题如何添加辅助线)(3)

2、证明△FGE≌△DGN

由题目中的条件和辅助线:FG=GD,EG=NG,∠FGE=∠DGN,根据全等三角形的判定(SAS),则△FGE≌△DGN;

3、证明△EBC≌△NDC

由结论:△FGE≌△DGN,根据全等三角形的性质:全等三角形对应边、对应角分别相等,则ND=EF,∠EFG=∠NDG;

设AB交FD于点Q

由题目中的条件:GM∥EF,根据平行四边形的性质:两直线平行,同位角相等,则∠FQB=∠FDC;

由题目中的条件:∠BEF=90°,根据四边形的内角和为360°,则四边形EFQB的内角和:∠BEF ∠EFQ ∠FQB ∠QBE=360°,即∠QBE=270°-(∠EFQ ∠FQB);

根据题目中的条件:∠EBC=∠QBE ∠ABC,∠ABC=90°,则∠EBC=270°-(∠EFQ ∠FQB) 90°=360°-(∠EFQ ∠FQB);

根据题目中的条件:∠NDC=360°-(∠GDN ∠GDC);

根据结论:∠EFG=∠GDN,∠FQB=∠GDC,则∠NDC=∠EBC;

根据结论:ND=EF,EF=BE,则ND=BE;

根据三角形全等的判定(SAS),则△EBC≌△NDC。

4、证明△ENC为等腰直角三角形

由结论:△EBC≌△NDC,根据全等三角形的性质:全等三角形对应角、对应边分别相等,则∠ECB=∠NCD,NC=EC;

根据题目中的条件:∠DCB=∠ECB ∠ECD,则∠ECN=∠DCN ∠ECD=∠DCB=90°;

所以,△ENC为等腰直角三角形

5、证明△EGC为等腰直角三角形

由辅助线:EG=GN,根据等腰三角形三线合一的性质,则CG⊥EN;

由辅助线:EG=GN,根据直角三角形的性质:直角三角形斜边上的中线等于斜边的一半,则CG=1/2EN=EG;

所以,△EGC为等腰直角三角形,EG⊥GC,EC/GC=√2

总之,合理添加辅助线是解决许多几何题的前提,只有认真审题、仔细分析,多加练习,才能快速准确地添加辅助线,解决几何问题,轻松学数学。

初中数学几何辅助线添加方法(初中几何题如何添加辅助线)(4)

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