三角形內(nèi)角平分線定理的證明過程(角平分線性質(zhì)定理及性質(zhì))
初中幾何經(jīng)常會(huì)遇到題目中給出角平分線的問題,解題目標(biāo)往往是邊長(zhǎng)之間關(guān)系。
其實(shí)這類問題的解題方向非常明確,角平分線與邊長(zhǎng)相關(guān)的性質(zhì)比較常用的只有三個(gè),其中角平分長(zhǎng)公式可以不掌握,也就是把角平分線的兩個(gè)性質(zhì)用活就行。這里按重要性程度的順序總結(jié)一下。
定理1:角平分線上的點(diǎn)到這個(gè)角兩邊的距離相等。
定理1的逆定理:在角的內(nèi)部到一個(gè)角的兩邊距離相等的點(diǎn)在這個(gè)角的角平分線上。
這個(gè)證明是非常簡(jiǎn)單直觀的。
在△ABC中,AD是∠BAC的角平分線。那么過D做AB和AB的垂線,垂足分別為E和F。
因?yàn)椤螧AD=∠CAD(角平分線),∠AED=∠AFD=90°,AD=AD
那么△AED與△AFD全等,于是有DE=DF。證畢。
同理,也通過證明三角形全等證明其逆定理。
定理2:在△ABC中,AD是∠BAC的平分線,則AB/BD=AC/CD(也可表示為AB/AC =BD/CD)。
定理2的逆定理: 在△ABC中,若 AB/BD=AC/CD,則AD是∠BAC的平分線。
這個(gè)定理的描述非常簡(jiǎn)單優(yōu)美,證明需要一點(diǎn)小技巧。
證明:
在△ABC中,AD是∠BAC的平分線
過點(diǎn)D作DE⊥AB,DF⊥AC
∵AD是∠BAC的平分線,DE⊥AB,DF⊥AC
∴DE=DF
∵2S△ABD=AB×DE且2S△ACD=AC×DF
∴S△ABD:S△ACD=AB:AC
又∵S△ABD:S△ACD=BD:CD(同高,面積比例為底邊比例)
∴S△ABD:S△ACD=AB:AC=BD:CD
∴AB:AC=BD:CD
定理3:在△ABC中,AD是∠BAC的平分線,則AD2=AB×AC-BD×CD(角平分線長(zhǎng)公式)
這個(gè)定理的證明方法超出中學(xué)階段教材的內(nèi)容范疇,有興趣的可以去研究一下幾何中著名的斯特瓦爾特定理,根據(jù)斯特瓦爾特定理和角平分線的性質(zhì)可以證明。
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