複雜圖形不會看?全等不知道怎麼證明?先去尋找「對稱軸」

本次的這道軸對稱型全等三角形的例題不同於之前文章中的例題,也因此本題也有所難度,且就原圖來看,也不易看出軸對稱型的關鍵:對稱軸以及對應全等的三角形。那麼當拿到這類的題目,應該如何分析呢?那麼進入正題,一起來看看詳細的分析過程吧!

例29 如圖5-90,已知:過⊙O的圓心O向圓外直線MN作垂線,垂足是A,過A作⊙O的兩割線ABC、ADE分別交⊙O於B、C、D、E,CD、EB的延長線交MN於F、G。求證:AF=AG。

複雜圖形不會看?全等不知道怎麼證明?先去尋找“對稱軸”

圖5-90

分析:本題要證明AF=AG,且OA是過圓心所作FG的垂線,所以這兩條相等的線段AF、AG是關於OA成軸對稱的,從而就可以添加軸對稱型的全等三角形進行證明。添加的方法是將△AFC沿對稱軸OA翻折過去,於是在⊙O中,首先應將這條對稱軸添完整,即延長AO交⊙O於H,若AO交⊙O於P,那麼PH就是⊙O的直徑。接下來就可將△AFC進行翻折,也就是過C作CC′⊥AH交⊙O於C′,並聯結C′A、C′G,AC交⊙O於B′(如圖5-91),那麼問題就應證△FAC和△GAC′全等。

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圖5-91

在這兩個三角形中,我們已經可以證明的性質有:根據垂徑定理,可得AH是CC′的中垂線,所以AC=AC′,∠C′AH=∠CAH,而已知OA⊥FG,從而又有∠FAC=∠GAC′,於是要證明這兩個三角形全等,就還需要證明一個條件。由於∠FCA是⊙O的一個圓周角,可應用圓周角的基本圖形的性質,所以第三個性質可考慮證∠FCA=∠GC′A。由於B、C、E、D四點共圓,就可得∠ACF=∠AEG,所以只要證明∠AEG=∠AC′G(如圖5-92),而這兩個角相等的關係一出現,問題也就成為要證A、E、C′、G四點共圓,於是連接C′E(如圖5-93),由於又出現了∠GEC′是⊙O的一個圓周角,所以問題可進一步轉化為要證∠GAC′=∠GEC。由條件E、B、C、C′四點共圓,∠BEC′+∠BCC′=180°,而由C′C∥FG,又可得∠BCC′=∠CAG,而∠CAG+∠FAC=180°,所以有∠BEC′=∠FAC。但我們已證∠FAC=∠GAC′,所以∠GAC′=∠GEC′就可以證明。

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圖5-92

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圖5-93

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