2.平移两腰:
利用梯形中的某个特殊点,过此点作两腰的平行线,把两腰转化到同一个三角形中。
例2:
如图,梯形ABCD中,AD//BC,E、F分别是AD、BC的中点,且EF⊥BC。
求证:
∠B=∠C。
分析:
过点E作EM//AB,EN//DC,分别交BC于点M、N。
梯形两腰、下底与腰的两个夹角集中于△EMN中,由E、F分别是AD、BC的中点轻易得到,又由EF⊥BC,得EM=EN,故∠EMN=∠ENM,所以∠B=∠C。
巩固练习:
如图2,在梯形ABCD中,AD//BC,∠B+∠C=90°,AD=1,BC=3,E、F分别是AD、BC的中点,连接EF,求EF的长。
图2
析解:
过点E分别作AB、CD的平行线,交BC于点G、H,可得
∠EGH+∠EHG=∠B+∠C=90°
则△EGH是直角三角形
由于E、F分别是AD、BC的中点,容易证得F是GH的中点
所以
二相关对角线的辅助线
1、平移对角线:
过梯形的一个顶点作对角线的平行线,将已知条件转化到一个三角形中。
例3:
已知梯形ABCD中,AD//BC,AB=DC,对角线AC、BD互相垂直,梯形的两底之和为8。
求梯形的高与面积。
解析:
过点D作DE//AC交BC的延长线于点E,过点D作DM⊥BC于点M,这样得到平行四边形ACED,所以AC=DE,AD=CE。
由AC⊥BD,得BD⊥DE。
这样将两对角线,两底和,两对角线夹角集中于△BDE中。
轻易得到DM为等腰直角△BDE的BE边上的高,所以,即梯形的高为4。
巩固练习:
1).如图3,在等腰梯形ABCD中,AD//BC,AD=3,BC=7,BD=,求证:
AC⊥BD。
图3
析解:
过点C作BD的平行线交AD的延长线于点E,易得四边形BCED是平行四边形,则DE=BC,CE=BD=,所以AE=AD+DE=AD+BC=3+7=10。
在等腰梯形ABCD中,AC=BD=,所以在△ACE中,,从而AC⊥CE,于是AC⊥BD。
2).如图4,在梯形ABCD中,AD//BC,AC=15cm,BD=20cm,高BH=12cm,求梯形ABCD的面积。
图4
析解:
过点D作DE//AC,交BC的延长线于点E,则四边形ACED是平行四边形,即。
所以
由勾股定理得
(cm)
(cm)
所以,即梯形ABCD的面积是150cm2。
2、作对角线即通过作对角线,使梯形转化为三角形。
如图6,在直角梯形ABCD中,AD//BC,AB⊥AD,BC=CD,BE⊥CD于点E,求证:
AD=DE。
图6
三相关两底的辅助线
1、移底
例4:
如图,梯形ABCD中,AB//CD,E为腰AD的中点,且AB+CD=BC。
求证:
BE⊥CE。
分析:
延长CE交BA的延长线于点F,由于点E为AD的中点,可得△DCE≌△AFE,故CE=FE,CD=AF,由AB+CD=BC,得BC=BF,故BE⊥CE。
四相关高的辅助线
1、作一条高,从底边的一个端点作另一条底边的垂线,把梯形转化为直角三角形或矩形。
[例5]如图7,在直角梯形ABCD中,AB//DC,∠ABC=90°,AB=2DC,对角线AC⊥BD,垂足为F,过点F作EF//AB,交AD于点E,求证:
四边形ABFE是等腰梯形。
图7
2、作两条高:
从同一底边的两个端点作另一条底边的垂线,把梯形转化为两个直角三角形和一个矩形。
[例6]如图8,在梯形ABCD中,AD为上底,AB>CD,求证:
BD>AC。
图8
析证:
作AE⊥BC于E,作DF⊥BC于F,则易知AE=DF。
在Rt△ABE和Rt△DCF中,由于AB>CD,AE=DF。
所以由勾股定理得BE>CF。
即BF>CE。
在Rt△BDF和Rt△CAE中
由勾股定理得BD>AC
巩固练习:
如图,在梯形ABCD中,AB//CD,两条对角线AC=20cm,BD=15cm,梯形高为12cm,求梯形ABCD的面积。
解析:
此题有两种解法。
法一:
如图6,分别过点C、D作CE⊥AB于点E,DF⊥AB于点F,得矩形DCEF,在Rt△ACE中,AC=20cm,CE=12cm,可得AE=16cm。
同理BF=9cm,显然BF+AE=AB+CD=25,可求梯形面积为。
法二:
如图7,过点D作DE//CA交BA的延长线于点E,过点D作DF⊥BA于点F,在Rt△DEF中,DE=AC=20cm,DF=12cm,由勾股定理可得EF=16cm。
同理,FB=9cm,所以AB+CD=AB+AE=EF+FB=25,进而求得梯形面积为。
五、延长即延长两腰相交于一点,可使梯形转化为三角形。
例7如图5,在梯形ABCD中,AD//BC,∠B=50°,∠C=80°,AD=2,BC=5,求CD的长。
图5
析解:
延长BA、CD交于点E。
在△BCE中,∠B=50°,∠C=80°。
所以∠E=50°,从而BC=EC=5
同理可得AD=ED=2
所以CD=EC-ED=5-2=3
六、作中位线
1、已知梯形一腰中点,作梯形的中位线。
[例8]如图9,在梯形ABCD中,AB//DC,O是BC的中点,∠AOD=90°,求证:
AB+CD=AD。
图9
析解:
连结BD,由AD//BC,得∠ADB=∠DBE;由BC=CD,得∠DBC=∠BDC。
所以∠ADB=∠BDE。
又∠BAD=∠DEB=90°,BD=BD,所以Rt△BAD≌Rt△BED,得AD=DE。
2、已知梯形两条对角线的中点,连接梯形一顶点与一条对角线中点,并延长与底边相交,使问题转化为三角形中位线。
[例9]如图10,在梯形ABCD中,AD//BC,E、F分别是BD、AC的中点,求证:
(1)EF//AD;
(2)。
图10
析证:
过点D作DG⊥AB于点G,则易知四边形DGBC是矩形,所以DC=BG。
由于AB=2DC,所以AG=GB。
从而DA=DB,于是∠DAB=∠DBA。
又EF//AB,所以四边形ABFE是等腰梯形。
本节课小结:
一通过添加辅助线,将梯形问题转化为平行四边形和三角形问题,从而解决问题。
梯形添加辅助线的规律可归纳为以下几点:
1、当两腰具备非凡关系时,移腰,构造等腰三角形或直角三角形。
2、当涉及面积时,作高,构造直角三角形。
3、当涉及腰的中点时,可添加辅助线构造全等三角形。
4、当涉及两底的和或差时,可灵活利用上述三点,将两底移到同一直线上。
二、注重强调添加辅助线的原则:
聚拢集中原则
通过添置适当的辅助线,将图形中分散,远离的元素,通过变换和转化,是他们相对集中,聚拢到相关图形上来,使题设条件与结论建立逻辑关系,从而推导出要求的结论
化繁为简原则
对一类几何命题,其题设条件与结论之间在已知条件所给的图形中,其逻辑关系不明朗,通过添置适当辅助线,把复杂图形分解成简单图形,从而达到化繁为简,化难为易的目的