借助等腰三角形的“三线合一”特性,能够有效简化和证明线段等长、角相等或垂直关系,不仅减少了全等证明的次数,还让解题过程更为流畅。
一、利用“三线合一”证明线段相等
1.图中,△ABC内,AB与AC等长,D、E分别位于边BC上且AD与AE等长。
证明:作AH⊥BC于点H。
由于AB=AC且AH⊥BC,所以BH=CH。
同理,可以证明DH=EH。
BH减去DH等于CH减去EH,即BD=CE。
2.图中展示的是等腰直角△ABC,其中D为BC边上的中点,E、F分别位于AB、AC边上且EA=CF。
证明:连接AD。
由于△ABC是等腰直角三角形且D为BC中点,因此BD=CD=AD,同时AD平分∠BAC。
∠EAD=∠C=45°。
在△ADE与△CDF中,由于AE=CF、∠EAD=∠C及AD=CD,所以△ADE≌△CDF(根据SAS条件),从而得出DE=DF。
二、利用“三线合一”证明角相等
3.图中,△ABC中AB与AC等长,AD为BC边上的中线,且BE⊥AC于E。
证明:由于AB=AC且AD为中线,所以AD⊥BC且∠BAD=∠CAD。
∠CAD与∠C的和为90°。
又因为BE⊥AC,所以∠CBE与∠C的和也为90°。
因此得出∠CBE=∠CAD,从而得出∠CBE=∠BAD。
4.图中展示的是△ACB,其中AC与BC等长,AD为高线,CE为中线。
证明:由于AC=BC且CE为中线,所以∠CAB=∠B且CE⊥AB。
∠CAB与∠ACE的和为90°。
又因为AD为高线,所以∠D为90°。
因此得出∠DAB与∠B的和为90°,从而得出∠DAB=∠ACE。
三、利用“三线合一”证明垂直关系
5.图中,△ABC中AC为两倍AB的长度,AD平分∠BAC并交BC于D,E为AD上一点且EA=EC。
证明:过E作EF⊥AC于F。
由于EA=EC,所以AF=FC且AF为AC的一半。
因为AC是AB的两倍,所以AF等于AB。
又因为AD平分∠BAC,所以∠BAD等于∠CAD。
在△BAE与△FAE中,由于AB=AF、∠BAD等于∠CAD及AE=AE,所以△ABE与△AFE全等(根据SAS条件)。
因此得出∠ABE等于∠AFE且都为90°,从而得出EB⊥AB。