初中几何经常会遇到题目中给出角平分线的问题,解题目标往往是边长之间关系。其实这类问题的解题方向非常明确,角平分线与边长相关的性质比较常用的只有三个,其中角平分长公式可以不掌握,也就是把角平分线的两个性质用活就行。这里按重要性程度的顺序总结一下。
定理1:角平分线上的点到这个角两边的距离相等。
定理1的逆定理:在角的内部到一个角的两边距离相等的点在这个角的角平分线上。
这个证明是非常简单直观的。
在△abc中,ad是∠bac的角平分线。那么过d做ab和ab的垂线,垂足分别为e和f。
因为∠bad=∠cad(角平分线),∠aed=∠afd=90°,ad=ad
那么△aed与△afd全等,于是有de=df。证毕。
同理,也通过证明三角形全等证明其逆定理。
定理2:在△abc中,ad是∠bac的平分线,则ab/bd=ac/cd
(也可表示为ab/ac =bd/cd)。
定理2的逆定理: 在△abc中,若 ab/bd=ac/cd,则ad是∠bac的平分线。
这个定理的描述非常简单优美,证明需要一点小技巧。
证明:
在△abc中,ad是∠bac的平分线
过点d作de⊥ab,df⊥ac
∵ad是∠bac的平分线,de⊥ab,df⊥ac
∴de=df
∵2s△abd=ab×de且2s△acd=ac×df
∴s△abd:s△acd=ab:ac
又∵s△abd:s△acd=bd:cd(同高,面积比例为底边比例)
∴s△abd:s△acd=ab:ac=bd:cd
∴ab:ac=bd:cd
定理3:在△abc中,ad是∠bac的平分线,则ad²=ab×ac-bd×cd(角平分线长公式)
这个定理的证明方法超出中学阶段教材的内容范畴,有兴趣的可以去研究一下几何中著名的斯特瓦尔特定理,根据斯特瓦尔特定理和角平分线的性质可以证明。