如何证明角平分线定理:两种主流证法

如何证明角平分线定理,初中考场优先选用面积法,步骤更少、辅助线简单,其次可以用作平行线构造相似三角形完成推导;面积法只需要作两条垂线,不需要证明三角形相似,适合没有学习相似知识点的初一学生,构造平行线法适合初二已经掌握相似判定的学生,两种方法都只适用于三角形内角平分线,外角平分线不能直接套用这两组推导步骤。

角平分线定理证明:面积法

已知△ABC中,AD平分∠BAC,交BC于D,求证AB:AC=BD:CD。

你过D点分别作DE⊥AB、DF⊥AC,AD是角平分线,依据角平分线基础性质,DE与DF长度相等。

先计算△ABD与△ACD的面积之比,以AB、AC为底边,两个三角形高相等,面积比等于底边之比,也就是S△ABD:S△ACD=AB:AC。

再换一组底边,以BD、CD为底,两个三角形共用从A点向BC作出的高,面积比等于底边长之比,也就是S△ABD:S△ACD=BD:CD。

两组面积比值相等,直接等量代换,就能得到AB:AC=BD:CD,定理得证。

角平分线定理证明:构造平行线法

同样以△ABC、角平分线AD为已知条件,你过C点作CE平行于AD,交BA的延长线于E点。

由平行线内错角相等,∠CAD=∠ACE;同位角相等,∠BAD=∠AEC;AD平分∠BAC,∠CAD=∠BAD,由此推出∠ACE=∠AEC,△ACE为等腰三角形,AE=AC。

AD∥CE,△BAD与△BEC构成相似三角形,对应边成比例,BD:DC=BA:AE。

把AE替换成相等的AC,就得到BD:DC=AB:AC,完成证明。

两种证法对比

证明方法辅助线数量适用年级考场优势
面积法2条垂线初一不用相似,推导步骤更少
平行线构造相似法1条平行线初二线段比例关系更直观

面积法不能直接用于外角平分线证明,外角平分线需要重新调整辅助线,这是该证法明确的使用边界。

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