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平行四边形中的辅助线

平行四边形中的辅助线
平行四边形(包括矩形、正方形、菱形)的两组对边、对角和对角线都具有某些相同性质,所以在添辅助线方法上也有共同之处,目的都是造就线段的平行、垂直,构成三角形的全等、相似,把平行四边形问题转化成常见的三角形、正方形等问题处理,其常用方法有下列几种,举例简解如下:
一、连对角线或平移对角线:
例1 如图1,E是平行四边形ABCD中AD延长线上一点,ED交BC于F,求证:。

简证:连BD,由图易得(同底等高),(同底等高)所以,
所以,即。

例2 如图2,平行四边形ABCD中,对角线AC、BD交于O,AC=a+b,BD=a+c(),AB=m,求m的取值范围。

简解:要求AB的值,需把AC、BD、AB集中在一个三角形中,过C作CE∥DB交AB 的延长线于E,由图易得DBEC是平行四边形,
所以,

即,在△ACE中,

即。

二、过顶点作对边的垂线构造直角三角形
例3 如图3,平行四边形ABCD中,∠DBC=,DE⊥DB交BC的延长线于E,AD=a,DE=b,求。

简解:过D作DF⊥BE于F,由题意得∠DEB=,
所以DF=,BE=,
则,
所以。

例4 如图4,平行四边形ABCD的周长为40,∠ABC=,E、F是BD上的三等分点,AE的延长线交BC于M,MF的延长线交AD于N,设,,试求y与x 的函数关系。

简解:过A作AH⊥BC于H。

因为,所以,
所以。

因为AD∥BC,
所以,,
所以,,

则。

三、连接对角线交点与一边中点,或过对角线交点作一边的平行线,构造线段平行或中位线
例5 如图5,平行四边形ABCD中,N是AB中点,BE=,NE与BD交于F,求
的值。

简解:作AC交BD于O,连ON,由图得ON,
因为,,,
所以,所以,
所以,则。

例6 如图6,平行四边形ABCD中,O是对角线交点,F是AB延长线上一点,OF交BC于E,AB=a,BC=b,BF=c。

求BE长。

简解:作OG∥CB交AB于G,因为O是AC中点,所以OG=,
又,
所以。

四、连接顶点与对边上一点的线段或延长这条线段,构造三角形相似或等积三角形。

例7 如图7,正方形ABCD中,E、F分别为CD、DA的中点,BE、CF交于P,
求证AP=AB。

简证:延长CF交BA的延长线于G。

因为FD=FA,易得△CDF△GAF,
所以AG=CD=AB,则A为BG中点,
又CE=DF,CB=CD,
所以Rt△BCE Rt△CDF,
所以∠1=∠2,
因为∠1+∠3=,
所以∠2+∠3=,
所以∠CPB=,所以∠BPG=。

则PA是Rt△BPG的斜边上中线,所以AP=AB。

例8 如图8,平行四边形ABCD中,E、F分别是DC、DA上一点,AE=CF,AE与CF 交于P,求证PB平分∠APC。

简证:连BE、BF,由图易证得。

过B作BH⊥CF、BG⊥AE,垂足分别为H、G。

因为,

所以BG=BH,所以B点在∠APC的角平分线上,则PB平分∠APC。

五、过顶点作对角线的垂线,构成线段平行或三角形全等
例9 如图9,E是平行四边形ABCD对角线BD上一点,EF⊥BC,EG⊥BA,垂足分别为F、G,求证:。

简证:作AH⊥BD于H,CK⊥BD于K,易得AH CK,连AE、CE。

因为,

所以。

又,所以,
所以,
则。

例10 如图10,ABCD是正方形,BE∥AC,AE=AC,CF∥AE,求证:∠AEB=2∠BCF。

简证:连BD,过A作AH⊥AC交BE于H,AC与BD交于O。

由图中易证得AHBO为正方形,所以AH=AO=。

因为AE=AC,
所以,
所以在Rt△AHE中,∠AEH=。

又因为AEFC为菱形,
所以∠ACF=∠AEF=。

又∠BCF=∠ACB-∠ACF=,则∠AEB=2∠BCF。

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