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兩類平幾題的輔助圓解(證)法

瀏覽:751  來源:廣深家教信息網  日期:2009-10-02

添加輔助線是解決初等幾何問題的重要手段之一,同時也往往是解題的關鍵之所在。以點、線段和直線等作為輔助線是大家最熟悉和最常用的,至于以圓或圓弧作為輔助線則少見。本文專門談以圓作為輔助線(稱為輔助圓)的兩類平幾問題。

一、共端點的等線段問題,常作以公共端點為圓心,等長線段為半徑的確圓,則易溝通題設和結論的聯系,使問題迅速獲解。

例1 已知四邊形ABCD中,AB//CD,AB=AC=AD=5,BC=

解:以A為圓心、AB為半徑畫圓,則B、C、D三點在⊙A上.

延長BA交⊙A 于E,連結DE.

因BE是⊙A的直徑T∠EDB=900且BE=2AB=10.
例2 (上海1984年初中數學競賽題)如圖,AB=AC=AD,∠DAC是∠CAB的K倍,則∠DBC是∠BDC的( )倍.

(A)K倍;(B)2K倍;(C)3K倍;(D)都不對.

解:以A為圓心,AB為半徑畫圓,則B、C、D三點在⊙A上.

由圓周角定理可得 . 所以答案是(A).

例3 如圖,AB=AC=AD=BC,AH⊥CD,CP⊥BC.

證明:以A為圓心AB為半徑作⊙A,則B、C、D都在⊙A上,且

∴ ∠BDC=∠ACP.

∴△BDC∽△ACP. ∴BC:AP=BD:AC. ∴BC2 =AP·BD.

二、共頂點的等角問題,常作以公共頂點為一個頂點的三角形的外接圓,從而使等角與輔助圓中有關角的性質建立起聯系,從而使問題獲得簡捷的解決。

例4 △ABC中,∠A的外角平分線交BC的延長線于D.

證明:作△ACD的外接圓交BA的延長線于F.

連結FD,則DC=DF.

∵∠ACB=∠DFB,∠B=∠B,∴△ABC ∽△DBF

例5 證明任何三角形三個內角的平分線的連乘積必小于三邊的連乘積.

證明:設a、b、c及ta、tb、tc為△ABC的三條邊及三條角平分線。作△ABC的外接圓交∠A的平分線AD的延長線于E,連EC,則△EAC∽△BAD

同理 ac>tb2,ab>ta2.

∴a2b2c2>ta2tb2tc2,即abc>tatbtc.

例6 自△ABC的頂點A引兩條射線交BC于D、E,使∠BAD=∠CAE.

(上海市1986年初中數學競賽題)

證明:作△ADE的外接圓交AB于F,交AC于H,連FH、則

∴FH∥BC.

顯然,當E重合于D時,有

這就是三角形內角平分線性質定理;當BD=CE時,有BE=CD,從而有

這就是1986年全國初中數學競賽題

例7 在△ABC中,∠C=3∠A,a=27,c=48,求b(第36屆美國中學生數學競賽題)。

解:作∠ACD=∠BCE=∠BAC交△ABC的外接圓于D、E,連AD、DE、EB、DB,則AD=DE=EB=BC=27,DC=AB=48.

設DB=CE=x,則在四邊形DEBC中,由托勒密定理,有

在四邊形ADBC中,由DB·AC+AD·BC=AB·DC得

 

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