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与圆相关的综合题:如何构造全等三角形实现线段转化

 妍小青 2025-02-23 发布于上海

蓝字




概述

对于很多圆背景下的压轴题,有不少问题是通过添加辅助线构造全等三角形,从而实现线段的转换,达成问题的解决。本文就以4道压轴题为例,探讨如何联想添加辅助线构造全等三角形助力问题解决的。

   类型1 函数关系建立

解法分析:2023普陀二模25题第(2)问是关于线段间函数关系建立的问题。由于AC和BD是两条弦,因此常见的辅助线就是作弦心距。由于点D是弧BC的中点,因此可以得到∠COD=∠BOD,而∠A=∠ACO,因此根据外角的性质,可以得到这四个角相等,因此作BD的弦心距这条辅助线就会“破坏”等角,因此仅考虑作AC的弦心距,同时根据半径相等,联想构造全等三角形,过点D作DP⊥AB,将所有线段转化到△BDP中,利用勾股定理建立函数关系。

可以发现,本题构造三角形全等的依据是基于等角+同圆的半径相等的条件

   类型2 两圆位置关系的探究

解法分析:2023长宁25题是关于两圆位置关系的问题,问题的关键是需要求出BE、AB的长。根据EF⊥CD以及∠ACB=90°,可以得到∠M=∠DCB,结合CE=BD,CA=CD,联想构造与△MCE全等的三角形。本题的难点在于利用角的转化,充分挖掘图中的等腰三角形,从而求解AC、AB的长。

可以发现,本题构造三角形全等的依据是基于直角+等腰三角形的条件。

   类型3 等腰三角形的存在性问题

解法分析:2021长宁25题考察的是等腰三角形的存在性问题。对于△DOF而言,其中一边OD的长度是确定的。

通过分析图形和已知条件,可知∠D=∠DBO=∠COB,因此可以类比类型1,通过作弦心距,构造与△COH全等的三角形,通过解△DOF,表示DF的长,进而再根据等腰三角形的存在性进行分类讨论。

可以发现,本题构造三角形全等的依据是基于等角+同圆的半径相等的条件。

   类型4 求三角形的面积

解法分析:本题考察的是求△ABC的面积,根据直径所对的圆周角相等,可知△ABC和△ABD为直角三角形,因此△ABC的面积就转化为两条直角边的乘积。

根据圆周角的性质以及四等定理,可以得到AD=BD根据∠ADB=90°,构造一线三直角基本图形,即过点A和点B作CD的垂线,进而构造全等三角形,利用∠ACD=∠DCB=45°,可以通过转换得到AC、CB和CD的数量关系,从而求解。

可以发现,本题构造三角形全等的依据是基于直角+全等三角形的条件。


小结

可以发现,在圆背景下,通过构造全等三角形实现线段的转化,主要基于以下几个条件:等腰、等角和直角。相关的基本图形如下,若涉及到下图所示的基本图形,可以考虑构造全等三角形解决问题。

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