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利用角的平分线的性质解探索型问题

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我们知道,角的平分线有两个重要的性质:(1)角的平分线上的点到角的两边的距离相等;(2)到角的两边的距离相等的点在角的平分线上.

下面就举例说明角的平分线的性质在解某些探索问题时的应用.

例1如图1,分别以ABC的边AB、AC为边向三角形外作等边三角形ABD和等边三角形ACE,CD与BE相交于点O.试探索∠AOD与∠AOE的关系.

分析:若能说明AO平分∠DOE,即可知道∠AOD = ∠AOE.要证明AO平分∠DOE,由角的平分线的性质,只需证明点A到BE、DC的距离相等.为此需作AFCD于点F,AGBE于点G,即证AF = AG.易证ABE≌ADC,由全等三角形的对应高相等可知AF = AG,得证.

解:猜想∠AOD = ∠AOE.证明过程如下:过点A作AFCD于点F,AGBE于点G.

ABD和ACE都是等边三角形,

AB = AD,AE = AC,∠CAE = ∠BAD = 60O.

∠BAE =∠DAC. ABE≌ADC(SAS).

AF = AG(全等三角形的对应高相等).

AO是∠DOE的角平分线,即∠AOD = ∠AOE.

说明:在解答本题时,我们可以先通过观察图形,然后猜想∠AOD = ∠AOE,这样我们就有了明确的目的――证明∠AOD = ∠AOE.

例2如图2,EG,FG分别是∠MEF和∠NFE的角平分线,交点是G. PB,PC分别是∠MBC和∠NCB的角平分线,交点是P. F、C在AN上,B、E在AM上.试探索∠P与∠G的关系.

分析:已知条件中出现四条角平分线,为了能充分运用角平分线定理,我们分别过点G和点P向角的两边引垂线,这样就可先将∠G,∠P表达出来,再求∠G与∠P的关系.

解:过点P作PHBM于H,PKCN于K,PQBC于Q,过点G作GDEM于D,GJFN于J,GIEF于I.

PB,PC分别是∠MBC和∠NCB的角平分线,PH = PQ = PK.

易证得∠HPB =∠QPB,∠KPC =∠JPC. ∠BPC = ∠HPK.

又∠AHP =∠AKP = 90O,

∠HPK = 180O∠A,即∠BPC = ∠HPK = 90O∠A.

同理∠EGF = ∠DGJ = 90O ∠A.

∠BPC = ∠EGF,即∠G =∠P.

说明:本题的解法与例1类似.

例3 如图3,ABC中,∠ABC = 100O,∠ACB = 20O,CE是∠ACB的角平分线,D是AC上一点,若∠CBD = 20O.试猜想DE与CB的位置关系,并证明你的猜想.

分析:显然可以猜想到DE∥CB.若能求得∠ADE的度数是20O,就可利用同位角相等,判定DE∥CB.虽然已知∠ABC = 100O,∠ACB = 20O,∠CBD = 20O,但难以充分运用.考虑CE是∠ACB的角平分线,可过点E作ENCA,EPCB,垂足分别为N、P.由题中条件容易求得∠ADB = 40O.若能证明DE是∠ADB的角平分线,那么∠EDB=∠ADE=∠ACB.故要证DE∥BC,只需证DE是∠ADB的角平分线.我们可求得∠ABP = 180O∠ABC = 80O =∠ABD,即BE是∠PBD的角平分线.此时可作EMBD于M,则有EP = EN = EM,则有DE是∠ADB的角平分线,得证.

注:“本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文。”