如何证明角平分线定理:三种主流证法
如何证明角平分线定理,优先选用面积法、作平行线构造相似法、正弦定理法;面积法无需添加复杂辅助线,适合初中课内答题,平行线法贴合相似三角形考点,正弦定理法适合高中快速推导;仅适用于三角形内角平分线场景,外角平分线不可以直接套用这三组证明步骤,需要单独调整辅助线。
角平分线定理证明:面积法
你先在△ABC中画出∠BAC的平分线AD,D落在BC边上,过D分别作DE垂直AB、DF垂直AC。
AD是角平分线,依据角平分线基础性质,DE与DF长度相等。
△ABD与△ACD拥有等高的两组面积表达式,面积之比等于底边AB、AC之比,同时面积之比也等于底边BD、DC之比,联立两个比例就能推出BD:DC=AB:AC,完成证明。
角平分线定理证明:平行线相似法
延长BA,再作CE平行于AD,两条线交于E点。
由平行线内错角相等,∠BAD=∠AEC,∠CAD=∠ACE;又因为AD平分顶角,∠BAD=∠CAD,所以∠AEC=∠ACE,△ACE为等腰三角形,AE=AC。
△BAD与△BEC构成相似三角形,对应边成比例,BD:BC=AB:BE,拆分线段后替换AE=AC,直接得到BD:DC=AB:AC。
角平分线定理证明:正弦定理法
在△ABD与△ACD里分别套用正弦定理。
∠ADB与∠ADC互为补角,二者正弦值相等;两组角平分线分出的角大小相等,正弦值也相等。
把两组正弦定理式子做除法,抵消相等的正弦项,化简后直接得到BD:DC=AB:AC。
| 证明方法 | 适用学段 | 辅助线数量 | 考试使用优先级 |
|---|---|---|---|
| 面积法 | 初中 | 2条垂线 | 较高 |
| 平行线相似法 | 初中 | 1条平行线 | 最高 |
| 正弦定理法 | 高中 | 无需额外辅助线 | 较高 |
这三种证明都只针对三角形内角平分线。
如果是外角平分线,平行线辅助线要改成反向延长,比例等式保持不变,但推导过程不能直接照搬内角版本。

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