一、利用“角平分线+平行线”构造等腰三角形
1.如图,已知D是∠ABC的平分线与△ABC的外角平分线的交点,DE//BC,交AB于点E,交AC于点F.求证:EF=BE-CF.

1.如图,已知D是∠ABC的平分线与△ABC的外角平分线的交点,DE//BC,交AB于点E,交AC于点F.求证:EF=BE-CF.
答案
1.
∵BD 平分∠ABC,
∴∠DBE = ∠DBC.
∵DE // BC,
∴∠EDB = ∠DBC.
∴∠ABD = ∠EDB,
∴BE=DE.
∵CD 平分∠ACG,
∴∠ACD=∠DCG.
∵DE // BC,
∴∠EDC=∠DCG.
∴∠ACD=∠EDC,
∴CF=DF.
∵EF=DE-DF,
∴EF=BE-CF
∵BD 平分∠ABC,
∴∠DBE = ∠DBC.
∵DE // BC,
∴∠EDB = ∠DBC.
∴∠ABD = ∠EDB,
∴BE=DE.
∵CD 平分∠ACG,
∴∠ACD=∠DCG.
∵DE // BC,
∴∠EDC=∠DCG.
∴∠ACD=∠EDC,
∴CF=DF.
∵EF=DE-DF,
∴EF=BE-CF
解析
【分析】
要证明EF=BE-CF,可利用“角平分线+平行线”的常用模型构造等腰三角形,得到线段的等量关系来推导。首先结合BD是∠ABC的平分线、DE//BC的条件,证明△BED为等腰三角形,得到BE=DE;再结合CD是△ABC外角的平分线、DE//BC的条件,证明△CFD为等腰三角形,得到CF=DF;最后根据线段DE的和差关系DE=EF+DF,将DE、DF替换为等量的BE、CF,即可推导出待证结论。
【解析】
∵ BD平分∠ABC,
∴ ∠DBE = ∠DBC。
∵ DE // BC,
∴ ∠EDB = ∠DBC(两直线平行,内错角相等)。
∴ ∠DBE = ∠EDB,
∴ BE = DE(等角对等边)。
∵ CD平分∠ACG,
∴ ∠ACD = ∠DCG。
∵ DE // BC,
∴ ∠EDC = ∠DCG(两直线平行,内错角相等)。
∴ ∠ACD = ∠EDC,
∴ CF = DF(等角对等边)。
∵ EF = DE - DF,
∴ EF = BE - CF。
【答案】
EF=BE-CF
【知识点】
角平分线的定义、平行线的性质、等腰三角形的判定
【点评】
本题是“角平分线+平行线”构造等腰三角形模型的典型应用,通过该模型可快速得到线段相等关系,结合线段和差即可完成证明,熟练掌握这类几何模型能有效提升几何解题的速度与准确率。
【难度系数】
0.8
要证明EF=BE-CF,可利用“角平分线+平行线”的常用模型构造等腰三角形,得到线段的等量关系来推导。首先结合BD是∠ABC的平分线、DE//BC的条件,证明△BED为等腰三角形,得到BE=DE;再结合CD是△ABC外角的平分线、DE//BC的条件,证明△CFD为等腰三角形,得到CF=DF;最后根据线段DE的和差关系DE=EF+DF,将DE、DF替换为等量的BE、CF,即可推导出待证结论。
【解析】
∵ BD平分∠ABC,
∴ ∠DBE = ∠DBC。
∵ DE // BC,
∴ ∠EDB = ∠DBC(两直线平行,内错角相等)。
∴ ∠DBE = ∠EDB,
∴ BE = DE(等角对等边)。
∵ CD平分∠ACG,
∴ ∠ACD = ∠DCG。
∵ DE // BC,
∴ ∠EDC = ∠DCG(两直线平行,内错角相等)。
∴ ∠ACD = ∠EDC,
∴ CF = DF(等角对等边)。
∵ EF = DE - DF,
∴ EF = BE - CF。
【答案】
EF=BE-CF
【知识点】
角平分线的定义、平行线的性质、等腰三角形的判定
【点评】
本题是“角平分线+平行线”构造等腰三角形模型的典型应用,通过该模型可快速得到线段相等关系,结合线段和差即可完成证明,熟练掌握这类几何模型能有效提升几何解题的速度与准确率。
【难度系数】
0.8
二、利用“腰的平行线”构造等腰三角形
2.如图,在$△ ABC$中,$AB=AC$,点$D$在$AB$上,点$E$在$AC$的延长线上,且$BD=CE$,$DE$交$BC$于点$F$.求证:$DF=EF$.

2.如图,在$△ ABC$中,$AB=AC$,点$D$在$AB$上,点$E$在$AC$的延长线上,且$BD=CE$,$DE$交$BC$于点$F$.求证:$DF=EF$.
答案
2.如图,过点 D 作 DM//AC 交 BC 于点 M,
∴∠DMB=∠ACB,∠FDM=∠E,
∵AB=AC,
∴∠B=∠ACB,
∴∠B=∠DMB,
∴BD=MD,
∵BD=CE,
∴MD=CE,在△DMF 和△ECF 中,$\begin{cases}∠MFD=∠CFE,\\∠MDF=∠E,\\MD=CE,\end{cases}$
∴△DMF≌△ECF(AAS),
∴DF=EF
解析
【分析】
要证明DF=EF,可通过证明两条线段所在的三角形全等实现。观察图形可知DF所在的△BDF和EF所在的△ECF不具备全等条件,因此需要构造全等三角形。结合已知AB=AC的等腰三角形条件,可过D作AC的平行线,利用平行线的性质和等腰三角形的性质,将CE转化为与它相等的线段DM,进而证明△DMF和△ECF全等,即可得到DF=EF。
【解析】
过点D作$DM// AC$交BC于点M,
根据平行线的性质可得:$∠ DMB=∠ ACB$,$∠ FDM=∠ E$,
$\because AB=AC$,$\therefore △ ABC$为等腰三角形,$∠ B=∠ ACB$,
$\therefore ∠ B=∠ DMB$,$\therefore △ BDM$为等腰三角形,$BD=MD$,
又$\because BD=CE$,$\therefore MD=CE$,
在$△ DMF$和$△ ECF$中:
$\begin{cases}∠ MFD=∠ CFE(对顶角相等),\\∠ MDF=∠ E(已证),\\MD=CE(已证)\end{cases}$
$\therefore △ DMF≌△ ECF(\mathrm{AAS})$,
根据全等三角形对应边相等,可得$DF=EF$。
【答案】
过点 D 作 DM//AC 交 BC 于点 M,
∴∠DMB=∠ACB,∠FDM=∠E,
∵AB=AC,
∴∠B=∠ACB,
∴∠B=∠DMB,
∴BD=MD,
∵BD=CE,
∴MD=CE,在△DMF 和△ECF 中,$\begin{cases}∠MFD=∠CFE,\\∠MDF=∠E,\\MD=CE,\end{cases}$
∴△DMF≌△ECF(AAS),
∴DF=EF
【知识点】
等腰三角形的性质与判定;全等三角形的判定与性质;平行线的性质
【点评】
本题是构造辅助线证明线段相等的典型题型,核心是通过作平行线构造等腰三角形完成边的等量转化,再利用全等三角形的性质得到待证结论,需熟练掌握“平行线+等腰三角形”的辅助线构造思路。
【难度系数】
0.6
要证明DF=EF,可通过证明两条线段所在的三角形全等实现。观察图形可知DF所在的△BDF和EF所在的△ECF不具备全等条件,因此需要构造全等三角形。结合已知AB=AC的等腰三角形条件,可过D作AC的平行线,利用平行线的性质和等腰三角形的性质,将CE转化为与它相等的线段DM,进而证明△DMF和△ECF全等,即可得到DF=EF。
【解析】
过点D作$DM// AC$交BC于点M,
根据平行线的性质可得:$∠ DMB=∠ ACB$,$∠ FDM=∠ E$,
$\because AB=AC$,$\therefore △ ABC$为等腰三角形,$∠ B=∠ ACB$,
$\therefore ∠ B=∠ DMB$,$\therefore △ BDM$为等腰三角形,$BD=MD$,
又$\because BD=CE$,$\therefore MD=CE$,
在$△ DMF$和$△ ECF$中:
$\begin{cases}∠ MFD=∠ CFE(对顶角相等),\\∠ MDF=∠ E(已证),\\MD=CE(已证)\end{cases}$
$\therefore △ DMF≌△ ECF(\mathrm{AAS})$,
根据全等三角形对应边相等,可得$DF=EF$。
【答案】
过点 D 作 DM//AC 交 BC 于点 M,
∴∠DMB=∠ACB,∠FDM=∠E,
∵AB=AC,
∴∠B=∠ACB,
∴∠B=∠DMB,
∴BD=MD,
∵BD=CE,
∴MD=CE,在△DMF 和△ECF 中,$\begin{cases}∠MFD=∠CFE,\\∠MDF=∠E,\\MD=CE,\end{cases}$
∴△DMF≌△ECF(AAS),
∴DF=EF
【知识点】
等腰三角形的性质与判定;全等三角形的判定与性质;平行线的性质
【点评】
本题是构造辅助线证明线段相等的典型题型,核心是通过作平行线构造等腰三角形完成边的等量转化,再利用全等三角形的性质得到待证结论,需熟练掌握“平行线+等腰三角形”的辅助线构造思路。
【难度系数】
0.6
三、利用“角平分线+垂直”构造等腰三角形
3.如图,在△ABC中,∠ABC=3∠C,AD平分∠BAC,BE⊥AD于点E.求证:BE=$\frac{1}{2}$(AC-AB).

3.如图,在△ABC中,∠ABC=3∠C,AD平分∠BAC,BE⊥AD于点E.求证:BE=$\frac{1}{2}$(AC-AB).
答案
3.如图,延长 BE 交 AC 于点 F,
∵BF⊥AD,
∴∠AEB=∠AEF=90°,
∵AD 平分∠BAC,
∴∠BAE=∠FAE,在△ABE 和△AFE 中,$\begin{cases}∠AEB=∠AEF,\\AE=AE,\\∠BAE=∠FAE,\end{cases}$
∴△ABE≌△AFE(ASA),
∴∠ABF=∠AFB,
AB=AF,BE=EF,
∵∠C+∠CBF=∠AFB=∠ABF,∠ABF+∠CBF=∠ABC=3∠C,
∴∠C+2∠CBF=3∠C,
∴∠CBF=∠C,
∴BF=CF,
∴BE=$\frac{1}{2}$BF=$\frac{1}{2}$CF,
∵CF=AC-AF=AC-AB,
∴BE=$\frac{1}{2}(AC-AB)$
解析
【分析】
本题出现“角平分线+垂线”的特征,这类问题的常规思路是通过延长垂线构造等腰三角形:首先延长BE交AC于点F,先利用角平分线和垂直的条件证明△ABE与△AFE全等,得到AB=AF、BE=EF,将AC-AB转化为CF的长度;再结合已知∠ABC=3∠C,利用三角形外角的性质推导角度关系,证明∠CBF=∠C,得到BF=CF,最终推导出BE和(AC-AB)的数量关系。
【解析】
延长BE交AC于点F,
∵BF⊥AD,
∴∠AEB=∠AEF=90°,
∵AD平分∠BAC,
∴∠BAE=∠FAE,
在△ABE和△AFE中,
$\begin{cases}∠AEB=∠AEF,\\AE=AE,\\∠BAE=∠FAE,\end{cases}$
∴△ABE≌△AFE(ASA),
∴∠ABF=∠AFB,AB=AF,BE=EF,
∵∠C+∠CBF=∠AFB=∠ABF,∠ABF+∠CBF=∠ABC=3∠C,
∴∠C+2∠CBF=3∠C,
∴∠CBF=∠C,
∴BF=CF,
∴BE=$\frac{1}{2}$BF=$\frac{1}{2}$CF,
∵CF=AC-AF=AC-AB,
∴BE=$\frac{1}{2}(AC-AB)$
【答案】
3.如图,延长 BE 交 AC 于点 F,
∵BF⊥AD,
∴∠AEB=∠AEF=90°,
∵AD 平分∠BAC,
∴∠BAE=∠FAE,在△ABE 和△AFE 中,$\begin{cases}∠AEB=∠AEF,\\AE=AE,\\∠BAE=∠FAE,\end{cases}$
∴△ABE≌△AFE(ASA),
∴∠ABF=∠AFB,
AB=AF,BE=EF,
∵∠C+∠CBF=∠AFB=∠ABF,∠ABF+∠CBF=∠ABC=3∠C,
∴∠C+2∠CBF=3∠C,
∴∠CBF=∠C,
∴BF=CF,
∴BE=$\frac{1}{2}$BF=$\frac{1}{2}$CF,
∵CF=AC-AF=AC-AB,
∴BE=$\frac{1}{2}(AC-AB)$
【知识点】
全等三角形的判定与性质;等腰三角形的判定与性质;角平分线的定义
【点评】
本题是“角平分线+垂线构造等腰三角形”模型的典型考题,解题核心是掌握该模型的辅助线构造方法,通过全等转化线段与角的等量关系,再结合角度推导得到等角对等边,从而完成结论证明,熟练掌握这类几何模型可有效提升几何题解题速度。
【难度系数】
0.6
本题出现“角平分线+垂线”的特征,这类问题的常规思路是通过延长垂线构造等腰三角形:首先延长BE交AC于点F,先利用角平分线和垂直的条件证明△ABE与△AFE全等,得到AB=AF、BE=EF,将AC-AB转化为CF的长度;再结合已知∠ABC=3∠C,利用三角形外角的性质推导角度关系,证明∠CBF=∠C,得到BF=CF,最终推导出BE和(AC-AB)的数量关系。
【解析】
延长BE交AC于点F,
∵BF⊥AD,
∴∠AEB=∠AEF=90°,
∵AD平分∠BAC,
∴∠BAE=∠FAE,
在△ABE和△AFE中,
$\begin{cases}∠AEB=∠AEF,\\AE=AE,\\∠BAE=∠FAE,\end{cases}$
∴△ABE≌△AFE(ASA),
∴∠ABF=∠AFB,AB=AF,BE=EF,
∵∠C+∠CBF=∠AFB=∠ABF,∠ABF+∠CBF=∠ABC=3∠C,
∴∠C+2∠CBF=3∠C,
∴∠CBF=∠C,
∴BF=CF,
∴BE=$\frac{1}{2}$BF=$\frac{1}{2}$CF,
∵CF=AC-AF=AC-AB,
∴BE=$\frac{1}{2}(AC-AB)$
【答案】
3.如图,延长 BE 交 AC 于点 F,
∵BF⊥AD,
∴∠AEB=∠AEF=90°,
∵AD 平分∠BAC,
∴∠BAE=∠FAE,在△ABE 和△AFE 中,$\begin{cases}∠AEB=∠AEF,\\AE=AE,\\∠BAE=∠FAE,\end{cases}$
∴△ABE≌△AFE(ASA),
∴∠ABF=∠AFB,
AB=AF,BE=EF,
∵∠C+∠CBF=∠AFB=∠ABF,∠ABF+∠CBF=∠ABC=3∠C,
∴∠C+2∠CBF=3∠C,
∴∠CBF=∠C,
∴BF=CF,
∴BE=$\frac{1}{2}$BF=$\frac{1}{2}$CF,
∵CF=AC-AF=AC-AB,
∴BE=$\frac{1}{2}(AC-AB)$
【知识点】
全等三角形的判定与性质;等腰三角形的判定与性质;角平分线的定义
【点评】
本题是“角平分线+垂线构造等腰三角形”模型的典型考题,解题核心是掌握该模型的辅助线构造方法,通过全等转化线段与角的等量关系,再结合角度推导得到等角对等边,从而完成结论证明,熟练掌握这类几何模型可有效提升几何题解题速度。
【难度系数】
0.6
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