昨天一位邻居在群里问了一道题目:
已知:如图,OA平分∠BAC,∠1=∠2.
求证:△ABC是等腰三角形.
先不讲如何来解答这个题目,重点是我们来分析这道题到底在考察什么,如果条件换成AB=AC,证明OA平分∠BAC,那么就重点看等腰三角形的特性,但是这里反过来证明AB=AC,那么就要把突破口放在角平分线上面。下面我们来梳理一下角平分线的几个模型:
【模型】一、角平分线垂两边 角平分线+外垂直
当已知条件中出现OP 为△OAB 的角平分线、 PM⊥OA于点 M时,辅助线的作法大都为过点P作PN⊥OB 即可.即有 PM ⊥ PN 、 △OMP ≌ △ONP 等,利用相关结论解决问题.
【模型】二、角平分线垂中间 角平分线+内垂直
当已知条件中出现OP 为△AOB 的角平分线, PM⊥OP 于点 P 时,辅助线的作法大都为延长MP交OB 于点 N 即可.即有 △OMN 是等腰三角形、OP 是三线等。
【模型】三、角平分线构造轴对称 角平分线+截线段等
当 已知 条件中出现OP 为AOB 的角平分线、PM不具备特殊位置时,辅助线的作法大都为在OB上截取ON OM ,连结 PN 即可.即有 △OMP ≌ △ONP
【模型】四、角平分线加平行线等腰现角平分线+平行线
当已知条件中出现OP 为∠AOB 的角平分线,点 P 角平分线上任一点时,辅助线的作法大都为过点P作 PM //OB 或 PM //OA即可.即有 △OMP 是等腰三角形。
有了这四个模型,我们就有了以下多种解题思路,这里先列2个方案:
如果我们考虑模型一,那么解题思路如下:
证明:作OE⊥AB于E,OF⊥AC于F,
∵AO平分∠BAC,
∴OE=OF
∵∠1=∠2,
∴OB=OC.
∴Rt△OBE≌Rt△OCF.
∴∠ABO=∠ACO.
∴∠1+∠ABO=∠2+∠ACO.
即∠ABC=∠ACB.
∴AB=AC.
∴△ABC是等腰三角形.
如果我们考虑模型三,那么解题思路如下:
如果AB≠AC, 不失一般性,假设AB<AC, 于是在AC上取一点D,让AB=AD,
由于∠BAO=∠DAO, 利用三角形全等S.A.S判定方法,可以得到△ABO≌△ADO,
∴OB=OD,
∵∠1=∠2,
∴OB=OC,进而得到OD=OC,由于∠AOD在锐角△ABC内部,∴∠AOD>90°,进而可以得到∠ODC>90°,这与OD=OC矛盾
∴AB=AC,△ABC是等腰三角形。
同样的,我们也可以按照模型二和模型四完成这道题的解决,如果感兴趣的朋友,可以自行完成。
因此,摸清楚底层的几何模型,才是解题举一反三的关键。