全等三角形的性质是证明角或线段相等的重要依据,是初中几何的奠基石。掌握全等三角形的证明是学好平面几何的关键。

那么,怎样证明两个三角形全等呢?本文以近年中考试题为例谈几点看法,以提高大家的证题能力。

一、识别基本图形

1.认识图形要素的多重角色

线段或角这些图形要素在同一个图形中往往具有多重角色,我们平时要注意观察,以便准确掌握,这是图形识别的基本功。如图1,AB是△ABC、△ABE和△ABD的公共边,∠1是△ABE、△ADE的内角,也是△ACE的外角,∠1和∠2是邻补角。

2.掌握全等三角形的几种基本变换

基本的全等变换有3种:平移变换、旋转变换和(轴)对称变换,如图2。复杂图形的全等变换是由这3种基本的全等变换复合而成。



二、仔细观察,认真审题

在证明三角形全等时,必须仔细观察图形,认真审清题设和结论。

例1 已知:如图3,AB=CD,AC=BD,AC、BD交于点E。

求证:1)∠A=∠D ,2)EB=EC。

分析:通过观察,要证 EB=EC,需证△AEB≌△DEC,结合条件AB=CD,对顶角∠AEB=∠DEC,(图3)

需证∠A=∠D,还差条件。连结BC,利用BC这 条公共边,结合条件可证得△ABC≌△DCB。当然利用等腰三角形的判定,只需证△ABC≌△DCB。(证略)

三、正确选择判定方法

证明三角形全等的方法较多,需根据题目条件,选择适当方法,详见下表1:



四、构造全等三角形

有些题目中往往没有现成的全等三角形,需添加辅助线构造全等三角形。构造时应遵循相对集中的原则,将分散的条件和结论联系起来。这里介绍一些构造全等三角形的常用方法。

1.利用角平分线构造全等三角形

如果题目中有角平分线,常常在这角的两边上截取相等的线段,构造全等三角形。

例1(05年镇江市)如图4,在△ABC中,∠C=90,按下列语句作图(尺规作图,保留作图痕迹):

①作∠B的平分线,与AC相交于点D;

②在AB上取一点E,使BE=BC;③连结ED。

(2)根据所作图形,写出一组相等的线段和一组相等的锐角(不包括BE=BC,∠EBD=∠CBD)

分析:用尺规作角的平分线是新课标要求的基本作图之一,必须牢牢掌握。

(1) ①以点B为圆心,任意长为半径作弧分别交BC、BA于点M、N;②分别以M、N为圆心,以大于MN的一半长为半径作弧,在∠ABC的内部交于点P;③画射线BP交AC于点D,则BD为所求作的∠B的平分线(如图所示)

(2)由图形可以得到:DE=DC,∠BDE=∠BDC(或∠ADE=∠ABC)

理由如下:由BE=BC,∠EBD=∠CBD,BD=BD,根据“边角边(SAS)”可得△EBD≌△CBD,从而得到DE=DC,∠BDE=∠BDC,结论∠ADE=∠ABC。(证略)。

2.利用中线、中点构造全等三角形

如果三角形中有中线,常常倍长中线构造全等三角形

例2.已知:如图5,在△ABC中,CD是AB边的中线,若AC=8,BC=6,CD=5。求证:△ABC是直角三角形。

分析:本题中,已知线段AC、BC、CD不在同一个三角形中,遵循相对集中原则,解题关键是重新构造一个三角形,使之在同一个三角形中。延长CD到E,使DE=CD,连结BE。

∵AD=BD,∠ADC=∠BDE,

∴△ADC≌△BDE,∴BE=AC=8,∠CAB=∠DBE ,在△BEC中,CE=2×5=10,BE=8,BC=6,

∴BC2+BE2=CE2。

∴∠CBE=90,

∵∠CAB=∠DBE

∴∠CAB+∠ABC=90,

∴∠ACB=90 ,

∴△ABC是直角三角形。(证略)

评析:(1)通过倍长中线,使已知条件相对集中,这是一种重要方法。

(2)勾股定理的逆定理是判定一个三角形是直角三角形的重要方法。

3.利用平移、旋转、翻折(对称)等全等变换构造全等三角形

用运动的观点看问题,通过平移、旋转、翻折(对称)等全等变换可将题目中分散的条件相对集中,重新组合,达到解题的目的。

例3.已知:如图6,正方形ABCD中,E、F在AD、CD上,∠EBF=45。

求证:EF=AE+CF。

分析:将△ABE绕点B顺时针旋转90至△BCG,由△ABE≌△CBG得AE=CG,∠1=∠3。

∵BE=BG,∠FBG=∠2+∠3=∠1+∠2=45=∠EBF,BF=BF,

∴△EBF≌△GBF,

∴EF=FG=CF+CG=AE+CF。(证略)

4.截长补短法构造全等三角形

所谓截长法是指在较长的线段上截取一条线段等于较短的线段;而补短法是指延长较短的线段等于较长的线段。通过截长补短可把分散的条件相对集中,以便构造全等三角形。

例4.已知:如图7,△ABC中,AB=AC,∠A=100,BD平分∠ABC。

求证:AD+BD=BC。

分析:思路1)(截长法)如图 7,从结论出发,在BC上截取BF=BD,只需证明CF=AD。由∠1=∠2,想到在BC上截取BE=BA,连结DE,易证△ABD≌△EBD,则AD=ED,只需证明DE=CF。这就要从条件出发,通过计算角度得出∠C=∠CDF=40,∠DEF=∠DFE=80,CF=DF=DE=AD。(证略)

思路2)(补短法)如图8 ,延长BD到E,使BE=BC,只需证明DE=AD,由∠2=200,计算得∠E=80,∠DCE=∠DCB=40。计算得∠EDC=60,∠BDC=120,故作∠BDC的角平分线DF,则有△ABD≌△FBD,△DEC≌△DFC,从而DE=DF=AD。(证略)

评析:一般地,证明线段的和差倍分关系可用“截长补短”法,而证明角的和差倍分关系能否借鉴“截长补短”的思想方法呢?回答是肯定的。

五.证题思路训练:

平面几何里,证题思路主要有:(1)分析法,即从结论入手,逐步逆推,直至达到已知为止。(2)综合法,即从已知条件入手,运用已学的定理公式推出结论。(3)两头凑,即综合法和分析法有机结合。一方面从已知推可知,达到须知;另一方面由未知看须知,靠拢已知,一旦已知与须知沟通,证题思路就有了。