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对于三条线段a、b、c在同一条直线上的等积式b2=ac的证明,常常因为找不到平行线或相似三角形而使思路中断,这时候若能适当运用代换法,可使思路延续,问题迎刃而解.
一、等线段代换法
一般证题思路:要证b2=ac,改证a:b=b:c,为此先证a:m=m:c,即m2=ac;再证m=b,即可.
例1已知:如图1,在△ABC中,AD是∠BAC的平分线,E是BC的延长线上的一点,EF垂直平分AD,垂足为点F.求证:ED2=EC·BE.
证明:连结AE,
∵EF垂直平分AD,
∴ED=EA,∠ADE=∠DAE,
∵AD是∠BAC的平分线,
∴∠BAD=∠DAC.
又∵∠ACE=∠ADE+∠DAC,
∠BAE=∠BAD+∠DAE,
∴∠ACE=∠BAE.
又∵∠AEC=∠AEB,
∴△AEC∽△AEB,
∴EC:EA=AE:BE,
即EA2=EC·BE.
∵ED=EA,∴ED2=EC·BE.
二、等比代换法
一般证题思路:要证b2=ac,改证a:b=b:c,为此先证a:b=m:n,b:c=m:n;再用等比(m:n)代换就证明了a:b=b:c,即b2=ac.
例2已知:如图2,在?荀ABCD中,G是AD延长线上的一点,BG分别交AC、DC于点F、E.求证:BF2=FE·FG.
证明:∵AG∥BC,
∴△AFG∽△CFB,
∴GF:BF=AF:CF.
∵CE∥BA,
∴△AFB∽△CFE,
∴ BF:FE=AF:FC.
即BF2=FE·FG.
例3已知:如图3,在四边形ABCD中,对角线AC和BD相交于点O,过O作BC的平行线分别交AB、CD于点E、F,交AD的延长线于点G.
求证:OG2=EG·FG.
证明:分别延长AG、BC相交于点H,
∵OF∥BC,∴DO:DB=DF:DC,
∵FG∥CH,∴△DFG∽△DCH.
∴FG:CH=DF:DC,
∵OG∥BH,∴△DOG∽△DBH,DO:DB=OG:BH.
∴FG:CH=OG:BH.
即FG:OG=CH:BH.
同理可得,OG:EG=CH:BH,
∴FG:OG=OG:EG,即OG2=EG·FG.
三、等积代换法
一般证题思路:要证b2=ac,改证b2=mn,mn=ac,再用等积(mn)代换就证明了b2=ac.
例4已知:如图4,在△ABC中,BD⊥AC,垂足为D,CE⊥AB,垂足为E,DF⊥BC,垂足为F,交CE于点G,延长BA交FD的延长线于点H.求证:DF2=GF·FH.
证明:
∵∠H=90°-∠HGE=90°-∠CGF
=∠FCG,
∴Rt△BFH∽Rt△GFC.
∴BF:CF=FH:FC.
即BF·FC=GF·FH.
∵DF是Rt△DBC的斜边BC上的高,
∴DF2=BF·FC, ∴DF2=GF·FH.
★编辑/王一鸣
一、等线段代换法
一般证题思路:要证b2=ac,改证a:b=b:c,为此先证a:m=m:c,即m2=ac;再证m=b,即可.
例1已知:如图1,在△ABC中,AD是∠BAC的平分线,E是BC的延长线上的一点,EF垂直平分AD,垂足为点F.求证:ED2=EC·BE.
证明:连结AE,
∵EF垂直平分AD,
∴ED=EA,∠ADE=∠DAE,
∵AD是∠BAC的平分线,
∴∠BAD=∠DAC.
又∵∠ACE=∠ADE+∠DAC,
∠BAE=∠BAD+∠DAE,
∴∠ACE=∠BAE.
又∵∠AEC=∠AEB,
∴△AEC∽△AEB,
∴EC:EA=AE:BE,
即EA2=EC·BE.
∵ED=EA,∴ED2=EC·BE.
二、等比代换法
一般证题思路:要证b2=ac,改证a:b=b:c,为此先证a:b=m:n,b:c=m:n;再用等比(m:n)代换就证明了a:b=b:c,即b2=ac.
例2已知:如图2,在?荀ABCD中,G是AD延长线上的一点,BG分别交AC、DC于点F、E.求证:BF2=FE·FG.
证明:∵AG∥BC,
∴△AFG∽△CFB,
∴GF:BF=AF:CF.
∵CE∥BA,
∴△AFB∽△CFE,
∴ BF:FE=AF:FC.
即BF2=FE·FG.
例3已知:如图3,在四边形ABCD中,对角线AC和BD相交于点O,过O作BC的平行线分别交AB、CD于点E、F,交AD的延长线于点G.
求证:OG2=EG·FG.
证明:分别延长AG、BC相交于点H,
∵OF∥BC,∴DO:DB=DF:DC,
∵FG∥CH,∴△DFG∽△DCH.
∴FG:CH=DF:DC,
∵OG∥BH,∴△DOG∽△DBH,DO:DB=OG:BH.
∴FG:CH=OG:BH.
即FG:OG=CH:BH.
同理可得,OG:EG=CH:BH,
∴FG:OG=OG:EG,即OG2=EG·FG.
三、等积代换法
一般证题思路:要证b2=ac,改证b2=mn,mn=ac,再用等积(mn)代换就证明了b2=ac.
例4已知:如图4,在△ABC中,BD⊥AC,垂足为D,CE⊥AB,垂足为E,DF⊥BC,垂足为F,交CE于点G,延长BA交FD的延长线于点H.求证:DF2=GF·FH.
证明:
∵∠H=90°-∠HGE=90°-∠CGF
=∠FCG,
∴Rt△BFH∽Rt△GFC.
∴BF:CF=FH:FC.
即BF·FC=GF·FH.
∵DF是Rt△DBC的斜边BC上的高,
∴DF2=BF·FC, ∴DF2=GF·FH.
★编辑/王一鸣