据说一位衡水10年班主任肺腑坦言:“几何”是初中数学最难教、学生难学的知识点,几乎没有啥规律,但是令人相见恨晚的是,班主任整理出来61个常见几何图形,看完后真的被惊艳到了,是鸡娃道路上的巨大助力,替孩子存下来! 那么,什么是几何辅助线呢?简而言之,辅助线是为了简化复杂图形、揭示图形间的内在关系而人为添加的线段或图形。它们虽非题目本身的一部分,却是打开解题思路的金钥匙。 例如,在遇到直角三角形时,若需证明两线段相等,可以考虑通过构造斜边上的中线,利用中线性质(中线等于斜边的一半)来简化问题;在遇到平行四边形时,若需证明两角相等,可以通过连接对角线,利用平行四边形的对角线性质(对角线互相平分)来找到解题的突破口。 为了帮助学生克服几何难题,这位班主任不辞辛劳,整理出了61个常见的几何图形及其对应的辅助线技巧。 示例一:三角形中的辅助线 问题:在ΔABC中,AB=AC,AD是中线,求证AD平分∠BAC。 辅助线添加:连接BD并延长至点E,使得DE=BD,连接AE。 讲解: • 通过延长中线BD并构造等长的DE,我们得到了一个新的三角形ABE。 • 由于AB=AC且AD是中线,根据等腰三角形的性质,我们知道BD=CD。 • 由于DE=BD,因此AE=AD=DC(因为AD=BD+DC/2,且DE=BD,所以AE=BD+BD=2BD=2×DC/2=DC)。 • 接下来,我们可以证明ΔABE≌ΔACD(SAS),从而得出∠BAE=∠CAD。 • 因为∠BAE和∠CAD是∠BAC的两个部分,所以AD平分∠BAC。 示例二:平行四边形中的辅助线 问题:在平行四边形ABCD中,E、F分别是AB、CD的中点,求证EF∥AD且EF=1/2AD。 辅助线添加:连接AC,交EF于点G。 讲解: • 由于ABCD是平行四边形,所以AB∥CD且AB=CD。 • E、F分别是AB、CD的中点,所以AE=CF。 • 由于AE∥CF且AE=CF,我们可以得出四边形AECF是平行四边形。 • 在平行四边形AECF中,对角线AC、EF互相平分,所以G是AC的中点。 • 由于G是AC的中点且E是AB的中点,根据三角形的中位线性质,我们知道EG=1/2BC。同理,FG=1/2DA。 • 由于ABCD是平行四边形,所以BC=DA,因此EG=FG。 • 又因为EG和FG都与AC平行(因为它们都是AC的一部分或延长线),所以EF(EG+FG)也与AC平行。 • 由于E、F是AB、CD的中点且ABCD是平行四边形,所以EF=1/2(AB+CD)=1/2×2AD=AD(但注意这里的EF实际上等于平行四边形的一组对边的一半之和的一半,由于平行四边形的对边相等,所以EF=1/2AD)。 这里的直接推导EF=1/2AD略去了中位线性质的直接应用,更严谨的推导应基于三角形AEG和CFG与ΔABC的相似性,得出EG和FG分别为ΔABC两边的一半,从而EF为AC的一半,再结合平行四边形的性质得出EF=1/2AD。 示例三:梯形中的辅助线 问题:在梯形ABCD中,AD∥BC,∠B+∠C=90°,E、F分别是AD、BC的中点,求证EF=1/2(BC-AD)。 辅助线添加:过点E作EG∥AB交BC于点G,过点F作FH∥CD交AD的延长线于点H。 讲解: • 由于AD∥BC且EG∥AB,所以四边形ABGE是平行四边形。根据平行四边形的性质,我们知道AB=EG且AE=BG。 • 同理,由于FH∥CD且AD∥BC,所以四边形CDHF也是平行四边形。因此,CD=FH且CF=DH。 • 由于E、F分别是AD、BC的中点,所以AE=ED且BF=FC。结合前面的结论,我们可以得出BG=ED且CF=DH=1/2(BC-BG-FC)=1/2(BC-AD)。 • 由于∠B+∠C=90°,且EG∥AB和FH∥CD,所以∠EGC=∠B且∠CFH=∠C。因此,∠EGC+∠CFH=90°,即∠GFH=90°。 • 在直角三角形GFH中,由于G、F分别是BG、CF的中点(且BG=ED、CF=DH),所以EF是斜边GH的中线。根据直角三角形的中线性质,我们知道EF=1/2GH。 • 由于GH=GC+CH=GC+DH+HD=GC+CF+ED=BC-BG+ED=BC-AD(因为BG=ED),所以EF=1/2(BC-AD)。 这些图形涵盖了直角三角形、平行四边形、梯形、圆等几何学习的重点与难点,每一种图形都配以详细的解析与辅助线示例,家长保存收藏起来给孩子看看,更多几何辅助线可以系统学习下,帮助学生通过直观感受,掌握辅助线的添加原则与技巧,从而突破解题瓶颈,提升解题效率。 中考几何辅助线技巧