GeoReflex几何反射GEOMETRY MODEL LAB
角平分线八年级上

角平分线垂线模型

又称:角平分线双垂线、两垂线造全等

在角平分线上取一点,向角的两边作垂线,得到一对全等直角三角形,两条垂线段相等,两个垂足到顶点的距离也相等。
难度 进阶考试权重 6 步证明 · 3 步辅助线

识别口诀 · MNEMONIC

平分线上取一点,向两边作垂线;两垂相等,两足等距。
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标准几何图形

点击下方按钮逐步显示辅助线,观察每一步新增的线段与结论。

标准几何图形 · 辅助线演示已显示 3 步
ABCDEF
STEP 1过 D 向两边各作一条垂线:过 作 于 , 于 ,标出直角。两条垂线都要作,只作一条凑不出全等。→ 得到 与 ,它们有公共斜边
STEP 2用 AAS 证全等:,( 平分 ), 公共,所以 。→ 、、
STEP 3必要时把垂线当高用:、 分别是 、 的高,于是 。→ 把线段相等转化为面积比,或反过来用面积比求线段
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模型的基本定义

如图, 平分 , 在 上;过 作 于 , 于 ,则 ,,,。它与“基本性质”是同一个结论的两种用法:基本性质强调“距离相等”,垂线模型强调“用两条垂线构造全等”,因此还能顺带得到 和角相等。
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题目出现什么条件时应该想到它

这些是“入口信号”,不要求全部出现,但出现得越多,越应该优先检查本模型。

  • 1有角平分线 ,且角平分线上取了一点
  • 2需要证明两条垂线段相等,或需要一对全等直角三角形
  • 3已知点到角一边的距离,要求到另一边的距离
  • 4图中已经有一条垂线,提示补作第二条
  • 5需要把“角相等”转化为“边相等”或“面积比”
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常见触发关键词

角平分线作垂线两个垂足垂直两段相等全等直角三角形
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辅助线具体画法

重点内容:每一步都写清怎么画、为什么画、画完得到什么。

  1. STEP 1

    过 D 向两边各作一条垂线

    过 作 于 , 于 ,标出直角。两条垂线都要作,只作一条凑不出全等。
    得到得到 与 ,它们有公共斜边
  2. STEP 2

    用 AAS 证全等

    ,( 平分 ), 公共,所以 。
    得到、、
  3. STEP 3

    必要时把垂线当高用

    、 分别是 、 的高,于是 。
    得到把线段相等转化为面积比,或反过来用面积比求线段
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为什么这样添加辅助线

角平分线给的是“角相等”,题目要证的却是“线段相等”,中间必须有一座桥。作两条垂线后,两个直角三角形共用斜边 AD,角相等、直角、公共边三个条件一次凑齐,AAS 立刻成立,于是 DE=DF 是“对应边”,AE=AF 也是“对应边”。如果只作一条垂线,就只有一个直角三角形,找不到对应关系。两条垂线的作用,是把角平分线隐含的对称性翻译成看得见的线段相等。
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添加辅助线后产生的新关系

  • (AAS)
  • (两条垂线段相等)
  • (两个垂足到顶点距离相等)
  • ,即 平分
  • 四边形 中,(两个直角占了 )
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能使用哪些定理和性质

角平分线的性质全等三角形判定 AAS 与 HL三角形面积公式(同高面积比等于底之比)直角三角形的两个锐角互余
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完整证明过程

每一步都写明结论与依据,可直接对照考试书写格式。

证明目标已知 平分 , 于 , 于 ,求证 且 。
  1. 1
    依据 平分
  2. 2
    依据,
  3. 3
    依据公共边
  4. 4
    依据AAS
  5. 5
    依据全等三角形的对应边相等
  6. 6,
    依据全等三角形的对应边、对应角相等

补充说明

若题目还给出 ,则可用 HL 证 ,得 ;但仅有 时不能直接得到 ,还缺 。
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典型例题

题目如图, 平分 , 于 , 于 ,,,。求 、 与 。已知: 平分 ,,,,,。

解答

  1. 1
    依据角平分线上的点到角两边距离相等(或双垂线全等)
  2. 2
    依据 是 边上的高
  3. 3
    依据 是 边上的高
  4. 4
    依据面积相加
  5. 5
    依据同高面积比等于底之比
结论与点评,,。本题说明:双垂线不仅能证线段相等,还能把两条垂线当高直接算面积。
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常见变式

变式 1补垂线型

题目只画了一条垂线,要求证 :补出另一条垂线,再用 AAS;这是最基础的考法。

变式 2双垂线 + 中点

再给 ,则 (HL),得 ,可用于证线段差或等腰。

变式 3面积法求线段

用 把两个三角形的面积比转成 ,已知面积和可反求 。

变式 4外角平分线

角平分线在三角形外部(外角平分线)时,向两边作垂线仍然全等,但垂足可能落在边的延长线上,要按图讨论。
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易错点

  • !只作一条垂线就想证两条垂线段相等,缺少第二组对应元素。
  • !默认垂足一定在线段上:钝角三角形中垂足可能落在边的延长线上。
  • !两个直角三角形全等写成 SSA;应写 AAS 或 HL。
  • !忘记 DE、DF 可以当高用,遇到面积题不敢下手。
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关联模型