例.已知AC平分∠BAD,CE⊥AB,∠B+∠D=180°,求證:AE=AD+BE.
【整體思路分析】
(1)出現線段的和差關係,先用「截長補短」的方法,把等式中的和或差轉化掉,把和差關係轉化成線段「一對一」的等量關係,再利用全等知識證明;
(2)由題可知:線段AE是「長」,線段AE、BE是「短」,轉化角度有兩種:①在「長邊」AE上截取一段,使該線段等於「短邊」的AD或BE;②延長「短邊AD」,使延長的線段等於BE的長;這樣,即可把所求結論中的「AE=AD+BE」,通過等式性質,轉化成形如「AD=?或BE=?或AE=?」,再利用三角形全等性質即可解題
【具體證明思路步驟】
(1)「截長思路」
①在AE上截取一段EF,使EF=BE;則AE=AD+BE就變形成了AF+EF=AD+BE,由於EF=BE,則只需證明AF=AD即可,只需證△ADC≌△AFC即可,結合題目條件,容易找到以下全等條件:由AC是角平分線可得的∠1=∠2;公共邊AC=AC;還缺一個全等條件,一定與未用過的已知條件「∠B+∠D=180°」及「EF=BE」所隱藏的條件有關;由已作的BE=EF;由CE⊥AB可得的∠CEF=∠CEB=90°;由公共邊CE=CE,SAS易證△CEF≌△CEB,可得∠B=∠4,由∠B+∠D=180°、∠4+∠3=180°,利用「等角的補角相等」這一性質可得∠D=∠3,由AAS易證△ADC≌△AFC,則AD=AF;
②在AE上截取一段AF,使AF=AD;則AE=AD+BE就變形成了AF+EF=AD+BE,由於AD=AF,則只需證明EF=BE即可,只需證△CEF≌△CFB即可,結合題目條件,容易找到以下全等條件:由CE⊥AB可得的∠CEF=∠CEB=90°;由公共邊CE=CE;還缺一個全等條件,一定與未用過的已知條件「∠B+∠D=180°」及「AD=AF」所隱藏的條件有關;由已作的AD=AF; 由AC是角平分線可得的∠1=∠2;公共邊AC=AC;SAS易證△DAC≌△EAC,可得∠D=∠3,由∠B+∠D=180°、∠4+∠3=180°,利用「等角的補角相等」這一性質可得∠B=∠4,由AAS易證△CEF≌△CEB,則EF=EB;
附:以上兩種證明思路,均屬於「截長思路」,截取的線段可以等於兩條「短邊」中的任意一條,證明過程只有先後順序之別,實質是相同的,都需要證兩次三角形全等;
(2)「補短思路」
①「補短邊AD」,如圖2. 為了能利用到CE⊥AB這個已知條件,故「補短」的方法是:作CF⊥AD,這樣,由∠1=∠2、∠F=∠AEC=90°、AC=AC可證△AFC≌△AEC,可得CF=CE,AE=AF=AD+DF,只需證DF=BE即可。按①或②的思路可得∠3=∠B,再加上CF=CE、∠F=∠CEB=90°,AAS便可證△CFD≌△CEB,可得DF=BE;
②「補短邊BE」,如圖3. 為了能利用到CE⊥AB這個已知條件,故「補短」的方法是:延長AE到F,使AE=EF,這樣,由AE=EF、∠CEA=∠CEF=90°、CE=CE可證△AEC≌△FEC,可得AC=CF,∠2=∠F.現在只需證AD=BF即可。按①或②的思路可得∠D=∠CBF,再加上∠2=∠1=∠F、CF=AC,AAS便可證△ADC≌△FBC,可得AD=BF;
附:以上兩種證明思路,均屬於「補短思路」,但「補短」的方法有多種,不能局限於「延長」。「補短」的第一目的是為了證三角形全等,而輔助線是自主行為,只要輔助線的添加,有利用達到證明全等的目的,「補短」的方法就不能局限於「延長」;
具體的解題過程,可以參照思路分析過程,自己補上。