全等、相似“手拉手”闯江湖
2021-03-15陈正亮
陈正亮
熟悉“全等”的江湖高手们想必都知道“手拉手”模型的大名,面对题目时也会“找条件,定模型”。一旦抓住它们的命门——四线共点,两两相等,夹角相等,问题就能迎刃而解。
条件:如图1,OA=OB,OC=OD(四线共点,两两相等),∠A0B=∠COD(夹角相等)。
结论:△OAC≌△OBD(SAS)。
结合特殊图形可以设计出很多问题,得出许多结论,譬如下面两个常见的例题。
例1 如图2,B、C、D三点共线,△ABC和△CDE是等边三角形,连接AD、BE,交于点P。结论:1.△ACD≌△BCE,△ACN≌△BCM,△M CE≌△NCD;2.△MNC是等边三角形;3.∠APB= ∠BPC= ∠CPD= ∠DPE=60°:4.PA+PC+PE的值最小(即点P是△ACE的费马点)。高手们可以自行验证以上结论。
例2 如图3,正方形ABCD和正方形CEFG的边长分别为a和b,正方形CEFG绕点C旋转,给出下列结论:①BE=DG;②BE⊥DG;③DE2+BG2=2a2+2b2,其中正确的是
(填序号)。
“手拉手”模型中,携手闯荡汀湖的又岂止一对全等三角形,其背后还活跃着一对相似的等腰三角形的身影,从图1中,你是否能发现它们的踪迹?提示:△OAB-△OCD。
例3 (2019.天津)如图4,将△ABC绕点C顺时针旋转得到△DEC,使点A的对应点D恰好落在边AB上,点B的对应点为E,连接BE,下列结论一定正确的是(
)。
A.AC=AD
B.A B⊥EB
C.BC=DE
D.∠A =∠EBC
【解析】根据△ABC≌△DEC,可得△CAD和△CBE都是等腰三角形,且△CAD-△CBE,
∴∠A =∠EBC。故选D。
例4 (2017.江苏苏州)如图5,在矩形ABCD中,将∠ABC绕A按逆时针方向旋转一定角度后,BC的对应边B'C'交CD边于点G。连接BB'、CC'。若AD=7,CG=4,AB'=B'G,则CC/BB'=______。(结果保留根号)
【解析】连接AC、AC',易证△ABB'-ACC',可得CC'/BB=AC/AB,求出AB即可。
連接AG,设AB' =x,则B'G=x,DG=x-4,AG2=A B'2+B'G2=A D2+DG2,即x2+x2=72+(x-4)2,
解得x1=5 ,x2=-13(舍),∴CC'/BB=AC/AB=74/5。
例5 (2018.山东济南)在△ABC中,AB=AC,∠BA C=120°,以CA为边在∠ACB的另一侧作∠ACM=∠A CB,点D为射线BC上任意一点,在射线CM上截取CE=BD,连接AD、DE、AE。
(1)如图6,当点D落在线段BC的延长线上时,直接写出∠ADE的度数。
(2)如图7,当点D落在线段BC(不舍边界)上时,AC与DE交于点F,请问(1)中的结论是否仍然成立?如果成立,请给出证明;如果不成立,请说明理由。
(3)在(2)的条件下,若AB=6,求CF的最大值。
【解析】(1)易证△ABD≌△ACE,
∴∠BA D=∠CAE,AD=AE,
∴∠BA D-∠CAD=∠CAE-∠CAD,
即∠BAC=∠DAE,∴△ABC-△ADE,
∴∠ADE=∠ABC=30°。
(2)成立。易证△ABD≌△ACE,
再证△ABC-△ADE,
∴∠ADE=∠ABC=30°。
(3)要求CF的最大值,就是求AF的最小值。
∵∠ADF=∠ACD.
∴△AFD-△ADC,∴AF/AD=AD/AC,
即AD2=AF·AC,
∵AC=A B=6,∴AF=AD2/6
显然当ADIBC时,AD取最小值为3,此时AF=3/2所以CF的最大值为9/2。
(作者单位:江苏省常州市金坛区华罗庚实验学校)