巧借輔助線解決梯形問題

編輯: 逍遙路 關(guān)鍵詞: 初中數(shù)學(xué) 來源: 高中學(xué)習(xí)網(wǎng)

梯形沒有平行四邊形、矩形等特殊四邊形那么多性質(zhì),所以有關(guān)梯形的證明、計(jì)算題,常有一定的難度,如果能巧借輔助線,則能有效地化難為易。
一、移腰
1、移動(dòng)一腰
例1 梯形兩底長(zhǎng)分別為14cm和24cm,下底與腰的夾角分別是60°和30°,求較短腰長(zhǎng)。
解析:如圖1,在梯形ABCD中,AD//BC,AD=14cm,BC=24cm,∠B=60°,∠C=30°。過點(diǎn)A作AE//DC交BC于E 初中政治,得到平行四邊形AECD和△ABE,故AE=DC(相當(dāng)于將腰DC移到AE的位置),AD=EC(相當(dāng)于將上底AD移到下底上,BE為兩底之差),∠C=∠AEB=30°(相當(dāng)于將∠C移到∠AEB的位置)。

圖1
這樣,梯形的兩腰,兩底之差,下底與腰的兩個(gè)夾角都集中于Rt△ABE中,于是得到較短腰。

2、移動(dòng)兩腰
例2 如圖2,梯形ABCD中,AD//BC,E、F分別是AD、BC的中點(diǎn),且EF⊥BC。
求證:∠B=∠C。

圖2
分析:過點(diǎn)E作EM//AB,EN//DC,分別交BC于點(diǎn)M、N。梯形兩腰、下底與腰的兩個(gè)夾角集中于△EMN中,由E、F分別是AD、BC的中點(diǎn)容易得到,又由EF⊥BC,得EM=EN,故∠EMN=∠ENM,所以∠B=∠C。

二、移對(duì)角線
例3 如圖3,已知梯形ABCD中,AD//BC,AB=DC,對(duì)角線AC、BD互相垂直,梯形的兩底之和為8。求梯形的高與面積。

圖3
解析:過點(diǎn)D作DE//AC交BC的延長(zhǎng)線于點(diǎn)E,過點(diǎn)D作DM⊥BC于點(diǎn)M,這樣得到平行四邊形ACED,所以AC=DE(相當(dāng)于將對(duì)角線AC移到DE的位置),AD=CE(相當(dāng)于將上底、下底移到一起,BE為兩底之和)。由AC⊥BD,得BD⊥DE。
這樣將兩對(duì)角線,兩底和,兩對(duì)角線夾角集中于△BDE中。容易得到DM為等腰直角△BDE的BE邊上的高,所以,即梯形的高為4,故。

三、移底
例4 如圖4,梯形ABCD中,AB//CD,E為腰AD的中點(diǎn),且AB+CD=BC。
求證:BD⊥CE。

圖4
分析:延長(zhǎng)CE交BA的延長(zhǎng)線于點(diǎn)F,因?yàn)辄c(diǎn)E為AD的中點(diǎn),可得△DCE≌△AFE,故CE=FE,CD=AF,由AB+CD=BC,得BC=BF,故BE⊥CE。

例5 如圖5,在梯形ABCD中,AB//CD,且AB>CD,E、F分別是AC和BD的中點(diǎn)。
求證:。

圖5
分析:連接DE并延長(zhǎng)交AB于點(diǎn)G,易得△AGE≌△CDE,故DC=GA,DE=EG,從而得。

四、作高
例6 如圖6,在梯形ABCD中,AB//CD,兩條對(duì)角線AC=20cm,BD=15cm,梯形高為12cm,求梯形ABCD的面積。

圖6
解析:此題有兩種解法。
法一:如圖6,分別過點(diǎn)C、D作CE⊥AB于點(diǎn)E,DF⊥AB于點(diǎn)F,得矩形DCEF,在Rt△ACE中,AC=20cm,CE=12cm,可得AE=16cm。同理BF=9cm,顯然BF+AE=AB+CD=25(cm),可求梯形面積為。
法二:如圖7,過點(diǎn)D作DE//CA交BA的延長(zhǎng)線于點(diǎn)E,過點(diǎn)D作DF⊥BA于點(diǎn)F,在Rt△DEF中,DE=AC=20cm,DF=12cm,由勾股定理可得EF=16cm。同理,F(xiàn)B=9cm,所以AB+CD=AB+AE=EF+FB=25(cm),進(jìn)而求得梯形面積為。

圖7
小結(jié):通過添加輔助線,將梯形問題轉(zhuǎn)化為特殊平行四邊形和特殊三角形問題,從而解決問題。添加輔助線的規(guī)律可歸納為以下幾點(diǎn):
1、當(dāng)兩腰(或?qū)蔷)具備特殊關(guān)系時(shí),移腰(或?qū)蔷),構(gòu)造等腰三角形或直角三角形。
2、當(dāng)涉及面積時(shí),作高,構(gòu)造直角三角形。
3、當(dāng)涉及腰(或?qū)蔷)的中點(diǎn)時(shí),可添加輔助線構(gòu)造全等三角形。
4、當(dāng)涉及兩底的和或差時(shí),可靈活利用上述3點(diǎn),將兩底移到同一直線上。


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