初中数学轴对称这部分中,等腰三角形是非常重要的考点,关于等腰三角形部分相关的证明,是需要同学们掌握的。我们一起学习一下,等腰三角形中,常见的证明思路,通过实例详解,希望同学们能够结合具体的习题,进行巩固练习,将这部分的内容掌握起来。
等腰三角形证明角相等时,常常利用“三线合一”来进行证明。“三线合一”即底边的高线与中线,及其底边所对角的角平分线是同一条直线。
例题1.如图,已知AB=AC,BD⊥AC于点D.求证:∠DBC=1/2∠BAC.
【详解】:证明:过点A作AF⊥BC于点F.∵AB=AC,AF⊥BC,∴∠CAF=∠BAF=1/2∠BAC.
∵AF⊥BC,BD⊥AC,∴∠AFC=∠BDC=90°,即∠CAF+∠C=∠DBC+∠C=90°.∴∠DBC=∠CAF.∴∠DBC=1/2∠BAC.
例题2.如图,在△ABC中,AB=AC,CE⊥AE于点E,CE=1/2BC,点E在△ABC外.求证:∠ACE=∠B.
【详解】:证明:过点A作AD⊥BC于点D.∵AD⊥BC,AE⊥CE,∴∠ADB=∠E=90°.
∵AB=AC,AD⊥BC,∴BD=BC.∵CE=1/2BC,∴BD=CE.又∵AB=AC,
∴Rt△ABD≌Rt△ACE.∴∠ACE=∠B.
“三线合一”的利用,不仅可以用于证明角的相等,还可以来证明两线的垂直关系。
例题3.如图,在△ABC中,AB=AC,点E在CA的延长线上,点F在AB上,AE=AF,AD是高,试判断EF与BC的位置关系,并说明理由.
【详解】:∵AB=AC,AD⊥BC,∴∠BAD=∠CAD.∴∠BAC=2∠BAD.∵AE=AF,∴∠E=∠EFA.∵∠BAC=∠E+∠EFA=2∠EFA,∴∠EFA=∠BAD.∴EF∥AD.∵AD⊥BC,∴EF⊥BC.
除了上面的“三线合一”,也经常利用平行线来证明等腰三角形。
例题4.如图,在△ABC中,已知点D在线段AB的反向延长线上,过AC的中点F作线段GE交∠DAC的平分线于点E,交BC于点G,且AE∥BC.
(1)求证:△ABC是等腰三角形;
(2)若AE=8,AB=10,GC=2BG,求△ABC的周长.
【详解】:(1)证明:∵AE∥BC,∴∠B=∠DAE,∠C=∠CAE.∵AE平分∠DAC,∴∠DAE=∠CAE.
∴∠B=∠C.∴AB=AC,即△ABC是等腰三角形.
(2)∵F是AC的中点,∴AF=CF.在△AFE和△CFG中,∴△AFE≌△CFG.∴GC=AE=8.∵GC=2BG,∴BG=4.∴BC=12.∴△ABC的周长=AB+AC+BC=10+10+12=32.
例题5.如图,点E在△ABC的边AC的延长线上,点D在边AB上,DE交BC于点F,DF=EF,BD=CE.求证:△ABC是等腰三角形.
【详解】:过点D作DG∥AC交BC于点G,∵DG∥AC,∴∠GDF=∠E,∠DGB=∠ACB.
在△GDF和△CEF中,∴△GDF≌△CEF(ASA).∴GD=CE.∵BD=CE,∴BD=GD.∴∠B=∠DGB=∠ACB.∴AB=AC,即△ABC是等腰三角形.