巧添辅助线解决梯形问题
2011-12-29康立德
初中生之友·中旬刊 2011年6期
梯形是一种特殊的四边形。解决梯形问题的基本思路是通过割补、拼接转化为三角形或平行四边形的问题来解决。通常利用作辅助线的方法来实现转化。常见的辅助线有:
现举例说明,供同学们参考。
一、平移对角线
过梯形上底的一个顶点作一条对角线的平行线,与下底的延长线交于一点,构造平行四边形、等腰三角形或直角三角形。
例1 已知:如图1,在梯形ABCD中,AD∥BC,AC⊥BD,若AD=4,BC=8,BD=6,求AC的长。
解:过点D作DE∥AC交BC的延长线于点E,则四边形ACED为平行四边形。所以AD=CE,AC=DE。又因为AC⊥BD,所以∠BOC=∠BDE=90°。
因为BE=BC+CE=BC+AD=8+4=12,BD=6,
所以在Rt△BDE中,DE===6,
即AC=6。
二、平移一腰
在梯形中常通过作腰的平行线,构造平行四边形、三角形,利用平行四边形的性质,把分散条件集中到三角形中,从而为证明创造必要条件。
例2 已知:如图2,在等腰梯形ABCD中,AD∥BC,AD=3,AB=4,BC=7,求∠B的度数。
解:过A点作AE∥CD交BC于E,则四边形AECD是平行四边形。
所以AD=EC,CD=AE。
因为AB=CD=4,AD=3,BC=7
所以BE=AE=AB=4,即△ABE为等边三角形。
所以∠B=60°。
三、作高
过梯形一底的两个端点向另一底作垂线,把梯形转化为矩形和两个直角三角形。
例3 已知:如图3,在梯形ABCD中,AD∥BC,AB=AC,∠BAC=90°,BD=BC,BD交AC于O。求证:CO=CD。
证明:过A点作AE⊥BC,过D点作DF⊥BC,垂足分别为E、F,则四边形AEFD为矩形。
所以AE=DF。
因为AB=AC,AE⊥BC,∠BAC=90°,
所以AE=BE=CE=BC,∠ACB=45°。
因为BC=BD,所以AE=DF=BD。
又因为DF⊥BC,所以∠DBC=30°。
因为BD=BC,所以∠BDC=∠BCD==75°。
因为∠DOC=∠DBC+∠ACB=30°+45°=75°,
则∠BDC=∠DOC,所以CO=CD。
四、延长两腰
延长两腰交于一点,构成三角形。
例4 已知:如图4,在梯形ABCD中,AD∥BC,∠B=∠C,AD<BC。求证:梯形ABCD为等腰梯形。
证明:延长BA、CD,它们相交于点E。
因为AD∥BC,
所以∠B=∠EAD,∠C=∠EDA。
因为∠B=∠C,所以∠EAD=∠EDA。
则有EA=ED,EB=EC,所以AB=CD。
又因为AD≠BC,所以梯形ABCD是等腰梯形。
五、过一顶点与另一腰中点作直线
例5 已知:如图5,在梯形ABCD中,AD∥BC,E是AB的中点,DE⊥CE,求证:AD+BC=DC。
证明:延长DE交CB的延长线于点F。因为AD∥CF,所以∠1=∠F,∠A=∠2。
又因为AE=BE,所以△ADE≌△BFE。即有ED=EF,AD=BF。
因为CE⊥DE,所以DC=CF,而BF+BC=CF,所以AD+BC=DC。