等腰直角三角形的存在性问题(等腰直角三角形里的几何证明思考)

等腰直角三角形由于其特殊性,含45度角,直角边与斜边的根号2倍关系,又具有图形的对称美感,经常用来做题的母板图形。通过一些旋转变换添加的辅助线,使得图形变得有深度,结合所给条件思考起来,充分展示了几何图形的内在联系。

已知:如图,在等腰直角三角形ABC中,点D是三角形内一点,且AD=AC,CD=根号2倍BD,点O是AB的中点。求证:角CDO=90度。

等腰直角三角形的存在性问题(等腰直角三角形里的几何证明思考)(1)

要证角CDO是90度,结合图形,即是证明角ADC与ADO之和是90度。由AD=AC,在三角形内,等边对等角,知道角ADC=角ACD,所给三角形ABC是等腰直角三角形,即角ACD与BCD之和是90度。很自然就转化为求角ADO与角BCD的相等。

等腰直角三角形的存在性问题(等腰直角三角形里的几何证明思考)(2)

由条件CD=根号2倍BD出发,联想到等腰直角三角形边的倍数关系性质,依靠线段BD构造等腰直角三角形BDE,不难得到角ABD与角CBE相等。而由AD/AB=AO/AD,公共夹角DAB,得到三角形ADO与ABD相似,所以角ADO=角ABD。

关键到这里,角CBE与角BCD相等的证明如何做到呢?

三角形ABC中,AB=AC,角BAC=90度,D是AC边外一点,E在AC上,角BDE=45度,F是CD的中点,AF交BD于点G。求证:EG垂直于BD。

等腰直角三角形的存在性问题(等腰直角三角形里的几何证明思考)(3)

又是等腰直角三角形ABC,点D在边AC外,通过几何画板的操作,知道D点也是有范围限制的。要证EG垂直于BD,就是要证明角DGE是90度,从而知道又是个等腰直角三角形DGE。

等腰直角三角形的存在性问题(等腰直角三角形里的几何证明思考)(4)

F是CD的中点,利用三角形中位线定理,在线段GB上截取GH=DG,再来利用得到的AF平行于HC,知道角FAC与角ACH相等。到这里,还是一团浆糊,怎么办呢?

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