初中數學軸對稱這部分中,等腰三角形是非常重要的考點,關於等腰三角形部分相關的證明,是需要同學們掌握的。我們一起學習一下,等腰三角形中,常見的證明思路,通過實例詳解,希望同學們能夠結合具體的習題,進行鞏固練習,將這部分的內容掌握起來。
等腰三角形證明角相等時,常常利用「三線合一」來進行證明。「三線合一」即底邊的高線與中線,及其底邊所對角的角平分線是同一條直線。
例題1.如圖,已知AB=AC,BD⊥AC於點D.求證:∠DBC=1/2∠BAC.
【詳解】:證明:過點A作AF⊥BC於點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.
例題2.如圖,在△ABC中,AB=AC,CE⊥AE於點E,CE=1/2BC,點E在△ABC外.求證:∠ACE=∠B.
【詳解】:證明:過點A作AD⊥BC於點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.
「三線合一」的利用,不僅可以用於證明角的相等,還可以來證明兩線的垂直關係。
例題3.如圖,在△ABC中,AB=AC,點E在CA的延長線上,點F在AB上,AE=AF,AD是高,試判斷EF與BC的位置關係,並說明理由.
【詳解】:∵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「三線合一」,也經常利用平行線來證明等腰三角形。
例題4.如圖,在△ABC中,已知點D在線段AB的反向延長線上,過AC的中點F作線段GE交∠DAC的平分線於點E,交BC於點G,且AE∥BC.
(1)求證:△ABC是等腰三角形;
(2)若AE=8,AB=10,GC=2BG,求△ABC的周長.
【詳解】:(1)證明:∵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的中點,∴AF=CF.在△AFE和△CFG中,∴△AFE≌△CFG.∴GC=AE=8.∵GC=2BG,∴BG=4.∴BC=12.∴△ABC的周長=AB+AC+BC=10+10+12=32.
例題5.如圖,點E在△ABC的邊AC的延長線上,點D在邊AB上,DE交BC於點F,DF=EF,BD=CE.求證:△ABC是等腰三角形.
【詳解】:過點D作DG∥AC交BC於點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.