巧添辅助线 解证几何题在几何证明或计算问题中，经常需要添加必要的辅助线，它的目的可以归纳为以下三点：一是通过添加辅助线，使图形的性质由隐蔽得以显现，从而利用有关性质去解题；二是通过添加辅助线，使分散的条件得以集中，从而利用它们的相互关系解题；三是把新问题转化为已经解决过的旧问题加以解决。

值得注意的是辅助线的添加目的与已知条件和所求结论有关。

下面我们分别举例加以说明。

[例题解析]一、倍角问题 例1：如图1，在△ABC 中，AB=AC,BD ⊥AC 于D 。

求证：∠DBC=12∠BAC.分析：∠DBC 、∠BAC 所在的两个三角形有公共角∠C ，可利用三角形内角和来沟通∠DBC 、∠BAC 和∠C 的关系。

证法一：∵在△ABC 中，AB=AC ， ∴∠ABC=∠C=12（180°-∠BAC ）=90°-12∠BAC 。

∵BD ⊥AC 于D ∴∠BDC=90°∴∠DBC=90°-∠C=90°-(90°-12∠BAC)= 12∠BAC 即∠DBC=12∠BAC 分析二：∠DBC 、∠BAC 分别在直角三角形和等腰三角形中，由所证的结论“∠DBC= ½∠BAC ”中含有角的倍、半关系，因此，可以做∠A 的平分线，利用等腰三角形三线合一的性质，把½∠A 放在直角三角形中求解；也可以把∠DBC 沿BD 翻折构造2∠DBC 求解。

证法二：如图2，作AE ⊥BC 于E ，则∠EAC+∠C=90°∵AB=AC ∴∠EAG=12∠BAC ∵BD ⊥AC 于D∴∠DBC+∠C=90°∴∠EAC=∠DBC （同角的余角相等）即∠DBC=12∠BAC 。

证法三：如图3，在AD 上取一点E ，使DE=CD 连接BE ∵BD ⊥AC∴BD 是线段CE 的垂直平分线 ∴BC=BE ∴∠BEC=∠C∴∠EBC=2∠DBC=180°-2∠C ∵AB=AC ∴∠ABC=∠C∴∠BAC=180°-2∠C ∴∠EBC=∠BAC ∴∠DBC=12∠BAC 说明：例1也可以取BC 中点为E ，连接DE ，利用直角三角形斜边的中线等于斜边的一半和等腰例2、如图4，在△ABC 中，∠A=2∠B求证：BC 2=AC 2+AC •AB分析：由BC 2=AC 2+AC •AB= AC （AC+AB ），启发我们构建两个相似的三角形，且含有边BC 、AC 、AC+AB.又由已知∠A=2∠B 知， 构建以AB 为腰的等腰三角形。

证明：延长CA 到D,使AD=AB,则∠D=∠DBA ∵∠BAC 是△ABD 的一个外角 ∴∠BAC=∠DBA+∠D=2∠D ∵∠BAC=2∠ABC∴∠D=∠ABC又∵∠C=∠C ∴△ABC ∽△BDC ∴AC BCBC CD=∴BC 2=AC •CD AD=AB∴BC 2= AC （AC+AB ）=AC 2+AC •AB二、 中点问题例3．已知：如图，△ABC 中，AB=AC,在AB 上取一点D ，在AC 的延长线上取一点E,连接DE 交BC 于点F,若F 是DE 的中点。

求证：BD=CE分析：由于BD 、CE 的形成与D 、E 两点有关，但它们所在的三角形之间因为不是同类三角形，所以 关系不明显，由于条件F 是DE 的中点，如何利用这个中点条件，把不同类三角形转化为同类三角形式问题的关键。

由已知AB=AC,联系到当过D 点或E 点作平行线，就可以形成新 的图形关系——构成等腰三角形，也就是相当于先把BD 或CE 移动一下位置，从而使问题得解。

证明：证法一：过点D 作DG ∥AC,交BC 于点G （如上图） ∴∠DGB=∠ACB, ∠DGF=∠FCE ∵AB=AC ∴∠B=∠ACB ∴∠B=∠DGB ∴BD=DG ∵F 是DE 的中点 ∴DF=EF在△DF G 和△DEFC 中，DFG= EFC DGF= FCE DF=EF ∠∠⎧⎪∠∠⎨⎪⎩∴△DF G ≌EFC∴DG=CE ∴BD=CEABCEGDFCAB证法二：如图，在AC 上取一点H,使CH=CE,连接DH ∵F 是DE 的中点∴CF 是△EDH 的中位线 ∴DH ∥BC∴∠ADH=∠B, ∠AHD=∠BCA ∵AB=AC ∴∠B=∠BCA∴∠ADH=∠AHD ∴AD=AH ∴AB-AD=AC-AH ∴BD=HC∴BD=CE说明：本题信息特征是“线段中点”。

也可以过E 作EM ∥BC,交AB 延长线于点G ，仿照证法二求解。

例4．如图，已知AB ∥CD ，AE 平分∠BAD ，且E 是BC 的中点 求证：AD=AB+CD证法一：延长AE 交DC 延长线于F ∵AB ∥CD ∴∠BAE=∠F, ∠B=∠ECF ∵E 是BC 的中点 ∴BE=CE 在△ABE 和△CEF 中BAE= F B= ECF BE=CE ∠∠⎧⎪∠∠⎨⎪⎩∴△ABE ≌△CEF ∴AB=CF∵AE 平分∠ABD ∴∠BAE=∠DAE ∴∠DAE=∠F ∴AD=DF ∵DF=DC+CF CF=AB ∴AD=AB+DC证法二：取AD 中点F ，连接EF ∵AB ∥CD ，E 是BC 的中点 ∴EF 是梯形ABCD 的中位线∴EF ∥AB , EF=12（AB+CD ）∴∠BAE=∠AEF ∵AE 平分∠BAD ∴∠BAE=∠FAE ∴∠AEF=∠FAE ∴AF=EF ∵AF=DF∴EF=AF=FD=12AD ∴12 (AB+CD)= 12ADAB CD HEF A B CEFDA BCEF三．角平分线问题 例5．如图（1），OP 是∠MON 的平分线，请你利用图形画一对以OP 所在直线为对称轴的全等三角形。

请你参考这个全等三角形的方法，解答下列问题。

（1） 如图（2），在△ABC 中，∠ACB 是直角，∠B=60°,AD 、CE 分别是∠BAC 、∠BCA 的平分线，AD 、CE 相交于点F,请你判断并写出EF 与FD 之间的数量关系。

（2） 如图（3），在△ABC 中，如果∠ACB 不是直角，而（1）中的其他条件不变，请问，你在（1）中所得的结论是否仍然成立？若成立，请证明；若不成立，请说明理由。

分析：本题属于学习性题型。

这类题型的特点是描述一种方法，要求学生按照指定的方法解题。

指定方法是角平分问题的“翻折法”得全等形。

解：（1）EF=FD （2）答：（1）结论EF=FD 仍然成立理由：如图（3），在AC 上截取AG=AE,连接FG 在△AEF 和△AGF 中，AE=AG EAF= FAG AF=AF ⎧⎪∠∠⎨⎪⎩∴△AEF ≌△AGF∴EF=GF, ∠EFA=∠GFA可得∠FAG+∠FCA=60° ∴∠EFA=∠GFA=∠DFC=60° ∴∠GFC=60°在△CFG 和△CFD 中GFC= DFC CF=CF DCE= ACE ∠∠⎧⎪⎨⎪∠∠⎩∴△CFG ≌△CFD ∴FG=FD 又因为EF=GF ∴EF=FD说明：学习性问题是新课程下的新型题，意在考查学生现场学习能力和自学能力。

抛开本题要求从角平分线的角度想，本题也可以利用角平分线的性质“角平分线上的点到角的两边的距离相等”达到求解的目的。

解法二：（2）答（1）中的结论EF=FD 仍然成立。

理由：作FG ⊥AB 于G,FH ⊥AC 于H,FM ⊥BC 于M ∵∠EAD=∠DAC ∴FG=FH∵∠ACE=∠BCE ∴FH=FG∵∠B=60° ∴∠DAC+∠ACE=60° ∴∠EFD=∠AFC=180°- 60°=120°在四边形BEFD 中 ∠BEF+∠BDF=180°∵∠BDF+∠FDC=180° ∴∠FDC =∠BEF 在△EFG 和△DFM 中FDC = BEF EGF= DMF=90FG=FM ∠∠⎧⎪∠∠⎨⎪⎩∴EFG ≌△DFM ∴EF=DF四、线段的和差问题例6 如图，在△ABC 中，AB=AC,点P 是边BC 上一点，PD ⊥AB 于D,PE ⊥AC 于E,CM ⊥AB 于M,试探究线段PD 、PE 、CM 的数量关系，并说明理由。

分析：判断三条线断的关系，一般是指两较短线段的和与较长线段的大小关系，通过测量猜想PD+PE=CM.分析：在CM 上截取MQ=PD ，得□PQMD,再证明CQ=PE 答：PD+PE=CM证法一：在CM 上截取MQ=PD ，连接PQ. ∵CM ⊥AB 于M, PD ⊥AB 于D∴∠CMB=∠PDB=90°∴CM ∥DP∴四边形PQMD 为平行四边形∴∠CQP=∠CMB=90°∠QPC=∠B ∵AB=AC ∴∠B=∠ECP ∴∠QPC=∠ECP ∵PE ⊥AC 于E ∴∠PEC=90°在△PQC 和△PEC 中PQC= PEC QPC= ECP PC=PC ∠∠⎧⎪∠∠⎨⎪⎩∴△PQC ≌△PEC ∴QC=PE ∵MQ=PD ∴MQ+QC=PD+PE ∴PD+PE=CM分析2：延长DF 到N 使DN=CM,连接CN,得平行四边形DNCM, 再证明PN=PE证法2：延长DF 到N ，使DN=CM ，连接CN同证法一得平行四边形DNCM ，及△PNC ≌△PEC ∴PN=PE ∴PD+PE=CM分析3：本题中含有AB=AC 及三条垂线段PD 、DE 、CM ， 且PABPACABCSSS+=，所以可以用面积法求解。

证法三：连接AP,∵PD ⊥AB 于D,PE ⊥AC 于E,CM ⊥AB 于M ∠PQC=∠PEC ∠QPC=∠ECP PC=PC ∴121212ABPACPABCS AB PD S AC PE SAB CM =•=•=• ∵AB=AC 且PABPACABCSSS+=∴1112220AB PD AB PE AB CM AB PD PE CM•+•=•≠∴+= 说明：当题目中含有两条以上垂线段时，可以考虑面积法求解。

FEDCBA五、垂线段问题例7 在平行四边形ABCD 中，P 是对角线BD 上一点，且,,PE AB PF BC ⊥⊥垂足分别是E 、F求证：AB PF BC PE=分析：将比例式AB PF BC PE=转化为等积式AB PE BC PF •=•，联想到AB PE BC PF•=•1122， 即△PAB 与△PBC 的面积相等，从而用面积法达到证明的目的。

证明：连接AC 与BD 交于点O,连接PA 、PC 在平行四边形ABCD 中，AO=COAOBBOCSS∴=同理，AOPCOP AOBAOPBOCCOPPAB PBCS S SS SSSS=∴-=-=∵,,PE AB PF BC ⊥⊥,11221122PAB PBC SAB PE S BC PF AB PE BC PF AB PE BC PF AB PFBC PE∴=•=•∴•=•∴•=•∴=例8求证：三角形三条边上的中线相交于一点。