平行线的性质是几何证明的重要工具,而合理添加辅助线能有效简化问题。以下是常见的辅助线作法。
一、知识点归纳
- 作平行线转移角度
过某点作已知直线的平行线,利用同位角、内错角相等或同旁内角互补转移角。
应用场景:证明角相等/互补、线段比例关系。
- 构造截线形成关键角
连接两点或延长线段形成截线,创造与平行线相关的角关系。
应用场景:复杂图形中无法直接应用平行线性质时。
- 构造平行四边形或梯形
通过添加平行线构造平行四边形,利用对边平行且相等的性质。
应用场景:证明线段相等、平行或求长度。
- 中位线或相似三角形中的平行线
作三角形中位线,或通过平行线构造相似三角形。
应用场景:解决中点问题、比例问题。
二、例题解析
例题1:利用平行线转移角度
题目:如图,AB//CD,∠B=130°,∠D=20°,求∠BED的度数。
辅助线:过点E作EF//AB。
解析:
- ∵ EF//AB 且 AB//CD,∴ EF//CD(平行于同一直线的两直线平行)。
- ∠BEF = 180° - ∠B = 50°(同旁内角互补)。
- ∠FED = ∠D = 20°(内错角相等)。
- ∴ ∠BED = ∠BEF ∠FED = 50° 20° = 70°。
关键:通过作平行线EF,将∠BED拆分为已知角度的和。
例题2:构造平行四边形证明线段相等
题目:在△ABC中,D为AB中点,E为AC上一点且AE=2EC,求证:DE//BC且DE=BC。
辅助线:延长DE至F,使EF=DE,连接CF。
解析:
- ∵ D为AB中点,E为AC上靠近C的三等分点,
可证△ADE ≌ △CFE(SAS),得AD=CF,∠A=∠FCE。 - ∴ AB//CF,结合AD=DB,得CF=DB,故四边形DBCF为平行四边形。
- ∴ DF//BC且DF=BC,又DE=1/2DF,故DE//BC且DE=1/2BC。
关键:构造平行四边形DBCF,利用中点和全等三角形转移线段关系。
例题3:利用相似三角形中的平行线
题目:在梯形ABCD中,AD//BC,对角线交于O,求证:AO/OC = AD/BC。
辅助线:过A作AE//DC交BC于E。
解析:
- ∵ AD//BC,AE//DC,∴ 四边形AECD为平行四边形(对边平行)。
- ∴ AE=DC,EC=AD。
- 在△AEO和△CBO中,由AE//BC得△AEO∽△CBO(AA相似)。
- ∴ AO/OC = AE/BC = DC/BC。
(若题目中AD≠DC,需进一步转换,此处简化解题步骤)
关键:通过平行线构造相似三角形,将线段比例转化为已知边长比例。
三、总结与技巧
- 观察截线:当图形中缺乏截线时,主动连接或延长线段创造角关系。
- 中点问题:考虑中位线或构造平行四边形。
- 比例问题:作平行线构造相似三角形,利用“平行线分线段成比例”。
- 逆向思维:若直接证明困难,可尝试通过辅助线将未知转化为已知模型。
提示:添加辅助线后,务必说明其依据(如“过某点作某线的平行线”),并标注新产生的角或线段,避免逻辑混乱。
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