高中数学竞赛平面几何讲座第1讲 注意添加平行线证题

第一讲 注意添加平行线证题

在同一平面内,不相交的两条直线叫平行线.平行线是初中平面几何最基本的,也是非常重要的图形.在证明某些平面几何问题时,若能依据证题的需要,添加恰当的平行线,则能使证明顺畅、简洁.

添加平行线证题,一般有如下四种情况.

1 为了改变角的位置

大家知道,两条平行直线被第三条直线所截,同位角相等,内错角相等,同旁内角互补.利用这些性质,常可通过添加平行线,将某些角的位置改变,以满足求解的需要. 例1 设P、Q为线段BC上两点,且BP=CQ, ADA为BC外一动点(如图1).当点A运动到使 ∠BAP=∠CAQ时,△ABC是什么三角形?试 证明你的结论. BP答: 当点A运动到使∠BAP=∠CAQ时,△ABC为等腰三角形. 图1

证明:如图1,分别过点P、B作AC、AQ的平行线得交点D.连结DA.

在△DBP=∠AQC中,显然 ∠DBP=∠AQC,∠DPB=∠C. 由BP=CQ,可知 △DBP≌△AQC.

有DP=AC,∠BDP=∠QAC. 于是,DA∥BP,∠BAP=∠BDP.

则A、D、B、P四点共圆,且四边形ADBP为等腰梯形.故AB=DP. 所以AB=AC.

这里,通过作平行线,将∠QAC“平推”到∠BDP的位置.由于A、D、B、P四点共圆,使证明很顺畅.

例2 如图2,四边形ABCD为平行四边形, E

P

∠BAF=∠BCE.求证:∠EBA=∠ADE.

证明:如图2,分别过点A、B作ED、EC

的平行线,得交点P,连PE.

BF 由AB ∥ CD,易知△PBA≌△ECD.有

=图2

PA=ED,PB=EC.

显然,四边形PBCE、PADE均为平行四边形.有 ∠BCE=∠BPE,∠APE=∠ADE. 由∠BAF=∠BCE,可知

∠BAF=∠BPE.

有P、B、A、E四点共圆. 于是,∠EBA=∠APE. 所以,∠EBA=∠ADE.

这里,通过添加平行线,使已知与未知中的四个角通过P、B、A、E四点共圆,紧密联系起来.∠APE成为∠EBA与∠ADE相等的媒介,证法很巧妙.

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