如圖,四邊形ABCD是正方形,點(diǎn)E是邊BC的中點(diǎn),∠AEF=90°,且EF交正方形外角的平分線CF于點(diǎn)F,求證:AE=EF
我們可以從以下七個(gè)角度去思考解法。
仔細(xì)想想,證兩個(gè)直角三角形全等真的不可以嗎?
直接證明主要是得不到邊相等,但是它們應(yīng)該是存在邊等的,例如FH=BE或者AB=EH,這樣是不是可以?如果要證明,此時(shí)需要借用方程的方法解決。
解此方程可得a=b,這樣后面就能證明全等了。
此題還可以考慮將圖形進(jìn)行旋轉(zhuǎn),通過旋轉(zhuǎn)構(gòu)造新的圖形,然后由新圖形來證得線段相等。
旋轉(zhuǎn)法一:將△ABE繞點(diǎn)B順時(shí)針旋轉(zhuǎn)90度:
旋轉(zhuǎn)法二:將△EFC繞點(diǎn)E逆時(shí)針旋轉(zhuǎn):
其實(shí),除了以上旋轉(zhuǎn)方法,還有以下旋轉(zhuǎn)方法,讀者可自行嘗試證明。
旋轉(zhuǎn)法四:將△EFC繞點(diǎn)E順時(shí)針旋轉(zhuǎn):(圖形難看,所以省掉)
旋轉(zhuǎn)法五:將△EFC繞點(diǎn)C順時(shí)針旋轉(zhuǎn):
旋轉(zhuǎn)法六:將△ABE繞點(diǎn)B逆時(shí)針旋轉(zhuǎn):
旋轉(zhuǎn)法七:將△ABE繞點(diǎn)A逆時(shí)針旋轉(zhuǎn):
旋轉(zhuǎn)法八:將△ABE繞點(diǎn)A順時(shí)針旋轉(zhuǎn)
如上圖,將△ABE折疊下來可以,可以由等腰直角三角形A’BC推得△A’EF為等腰三角形。
對(duì)于初二下冊(cè)學(xué)生而言,已經(jīng)開始接觸一次函數(shù)了,這里也是可以使用一次函數(shù)來證明。
以點(diǎn)B為坐標(biāo)原點(diǎn),建立平面直角坐標(biāo)系。
如圖,可以設(shè)BE長為a個(gè)單位長度,F(xiàn)點(diǎn)縱坐標(biāo)為b,后面就可以利用AE⊥EF,得到a=b,最后利用勾股定理可以求解AE和EF的長度。(特注:兩直線垂直,比例系數(shù)乘積為-1)
點(diǎn)評(píng):此方法,雖然較為麻煩,但是不失為解決此類問題的一種通性通法。
此題若站在更高視角,例如九年級(jí)角度來看,還能得到以下解法:
由∠AEF=∠ACF=90°可以得到四點(diǎn)A、E、C、F共圓(圓周角定理),然后可推∠ACB=∠AFE=45°,這樣就得到了等腰直角三角形AEF
此題若知道相似,在思考角度二中可以不列方程得到全等。
多解歸一:要證明邊等的方法可以構(gòu)造全等、平行四邊形、等腰直角三角形或者列方程求解,構(gòu)造的方法有截取法、運(yùn)動(dòng)變換法、共圓法等??偠灾`活構(gòu)造是解決此類問題之本。
此題不僅可以存在一題多解,還有一題多變,并且變化更加精彩。
1-1 如圖,四邊形ABCD是正方形,點(diǎn)E是邊BC上一點(diǎn),∠AEF=90°,且EF交正方形外角的平分線CF于點(diǎn)F,求證:AE=EF.
2-1 如圖,四邊形ABCD是正方形,點(diǎn)E是邊BC的延長線上一點(diǎn),∠AEF=90°,且EF交正方形外角的平分線CF于點(diǎn)F,求證:AE=EF.
2-2 如圖,四邊形ABCD是正方形,點(diǎn)E是邊CB的延長線上一點(diǎn),∠AEF=90°,且EF交正方形外角的平分線CF于點(diǎn)F,求證:AE=EF.
3-1 如圖,四邊形ABCD是正方形,點(diǎn)E是邊BC的中點(diǎn),AE=EF,且EF交正方形外角的平分線CF于點(diǎn)F,求證:∠AEF=90°.
3-2 如圖,四邊形ABCD是正方形,點(diǎn)E是邊BC上一點(diǎn),AE=EF,且EF交正方形外角的平分線CF于點(diǎn)F,求證:∠AEF=90°.
3-3 如圖,四邊形ABCD是正方形,點(diǎn)E是邊BC上一點(diǎn),∠AEF=90°,AE=EF,求證:CF是正方形外角的平分線.
源自江蘇-談志國老師
5-1如圖,四邊形ABCD是矩形,其中2AB=BC,點(diǎn)E是邊BC的一點(diǎn),∠AEF=90°,∠ACF=90°,求證:EF=2AE
6-1 如圖,三角形ABC是等邊三角形,點(diǎn)E是邊BC一點(diǎn),∠CEF=60°,且EF交等邊三角形ABC外角的平分線BF于點(diǎn)F,求證:CE=BF.
源自上海-周繼光老師
7-1 如圖,等邊三角形ABC中,點(diǎn)D為AC中點(diǎn),AD=CE,求證:BD=DE
7-2 如圖,等邊三角形ABC中,點(diǎn)D為AC上一點(diǎn),AD=CE,求證:BD=DE
源自河南-楊峰老師
8-1 如圖,在等腰直角三角形ABC中,已知∠BAC=90°,點(diǎn)D為邊AC上一點(diǎn),
求證:BD=DE此題若再進(jìn)行延長變化、因果變化、三角形變化,恐還會(huì)出來更多好題,歡迎補(bǔ)充!
來源:夏師數(shù)學(xué),排版有所調(diào)整
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