几何辅助线和几何模型(逆等线几何模型)
逆等线、最值问题 (近几年中考比较流行此类题目)
等腰△ABC中,E、F分别是腰AB、AC上的动点,且AE=CF,即逆向相等,则EF称为等腰△ABC的逆等线。一般情况下题目中有两个没有首尾相连的线段相等,也归为逆等线问题。
由于AE与CF没有首尾相连,所以一般通过平移、构造全等三角形等方法转移线段,使它们产生联系。
这个例题是最常见的逆等线求最值的问题
固定的△ABC中,D、E分别是AB、AC上的动点,且AD=CE,求BE CD的最小值。
如图,通过构造全等三角形,△CEF≌△ADC,使D、E双动点转化成单动点,BE CD转化成BE EF,最小值就是定点B、F间的距离。具体题目中会给出一些特殊角度,便于计算BF的长度,最常见的是等边三角形,直角三角形。
下面是练习题,构造方法非常多,解析仅供参考。
①如图△ABC,AB=AC,∠BAC=90°,E、F分别在AB、AC上,且AE=CF,AD⊥EF交BC于D,求证EF=AD。
②等边△ABC的边长是6,E、F是AB、AC边上的动点,且AE=CF,求EF的最小值。
③如图△ABC,∠ABC=60°,点D、E分别在BC、AC上,且AE=CD,若AB=4,AC=5,求AD BE的最小值。
④如图△ABC,∠BAC=90°,点D、E是BC边上的动点,且BD=CE,若BC=5,求AD AE的最小值。
⑤如图,矩形ABCD,AB=3,AD=4,点E、F分别是线段AC、BC上的动点,且AE=CF,求DE DF的最小值。
⑥如图,矩形ABCD,AB=2,AD=1,G是AB中点,E、F分别是AD、CD边上的动点,且CF=2AE,求GF 2BE的最小值。
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以下是练习题的答案与解析,解题方法多种多样,仅供大家参考。
①答案:简证如下
把EA平移到FG,连接CG、AG,则四边形AEFG是平行四边形,AG=EF。△FCG是等腰直角三角形,∠ACG=45°。
因为∠CAG=∠BAD,AB=AC,∠ACG=45°=∠B,所以△ACG≌△ABD(ASA),AG=AD,所以EF=AD。
②答案:3
利用条件AE=CF,构造△CDF≌AFE。
如图,过C作CD∥AB,且CD=AF,则∠DCF=∠FAE,△CDF≌△AFE(SAS),所以DF=EF。
易知四边形BCDE是平行四边形,所以DE=BC=6。
EF DF=2EF≥DE,当EFD三点共线时取等号(此时EF∥BC)。所以EF的最小值是3。
③答案:√61
利用AE=CD,构造△AEF≌CDA,把AD转移到EF,则与BE相连。
过点A作AF∥BC,且AF=AD。则∠EAF=∠C,所以△AEF≌△CDA(SAS),所以AF=AC=5。
转化成BE EF的最小值,且B、F都是定点,BE EF≥BF
接下来求出BF即可。延长FA,过B作BG⊥FA于点G,则∠ABG=30°,AG=2,GF=7,BG=2√3。
BF²=BG² GF²=12 49=61,所以BF=√61,即AD BE的最小值是√61。
④答案:5
利用BD=CE,构造△BDF≌CEA,把AE转移到DF,则与AD相连。
过B作BF∥AC,BF=AC,则∠DBF∠C,所以△BDF≌△CEA(SAS),所以BF=AC,DF=AE。
AD AE=AD DF≥AF。
接下来求出AF即可。易知△ABF≌△BAC(SAS),所以AF=BC=5,即AD AE的最小值是5。
⑤答案:√985 / 5
利用AE=CF,构造△AGE≌CDF,把DF转移到EG,则与DE相连。
过点A作AG⊥AC,且AG=CD。则△AGE≌△CDF(SAS),所以AG=CD=3。
转化成DE EG的最小值,且G是定点,DE EG≥DG
接下来求出DG即可。延长DA,过G作GH⊥DA于点H,则△GAH∽△ACD(一线三垂直),AC=5,容易求出AH=9/5,GH=12/5,所以DH=29/5,直角△DHG中根据勾股定理求出DG=√985 / 5。
⑥答案:√26
此题给的是线段的2倍关系,不能构造全等,但是可以构造相似。
利用CF=2AE,构造△CHF∽△ABE,把2BE转移到FH,则与GF相连。
延长BC至H,使CH=2AB,则△CHF∽△ABE,所以FH=2BE。
GF 2BE≥GH。
接下来求出GH即可。GB=1,BH=BC CH=1 4=5,根据勾股定理可得GH=√26。
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