模型

角平分线 + 平行线 ⇒ 等腰三角形

角平分线遇上一组平行线,内错角把平分出的两个角「搬」到同一个三角形里,于是等角对等边,出现等腰三角形:AE = ED。

问题引入

在三角形 ABC 中作 ∠A 的平分线 AD,再过 D 作一条与 AC 平行的直线,交 AB 于 E。

图形里凭空多出一个三角形 △AED。它看上去很普通,但量一量就会发现:AE 和 ED 一样长——它是等腰三角形。

角平分线和平行线,为什么能"合谋"造出等腰?

动态观察

拖动顶点 A、B、C 改变三角形形状,观察 △AED 的两条边 AE、ED 如何变化。

角平分线 + 平行线 ⇒ 等腰三角形
  1. 拖动 A、B、C,让三角形呈现不同的形状(锐角、钝角、不等边都试试)。
  2. 盯住侧栏的 AE 与 ED 两行读数,看它们是否始终相等。
  3. 再对照 ∠EAD 与 ∠EDA 两行,理解「为什么」会相等。

规律发现

无论三角形怎么变,△AED 始终是等腰三角形:

AE = ED

在本单元的图形中(AD 平分 ∠BAC,DE ∥ AC 交 AB 于 E),下列哪组线段一定相等?

  • AAE = ED
  • BAE = AD
  • CED = AD
查看答案

△AED 是等腰三角形,腰是 AE 与 ED,所以 AE = ED。AD 是底边,一般与前两者不等。

原理解释

关键是把两个角"搬到"同一个三角形里:

  • 因为 DE ∥ AC,由两直线平行、内错角相等得 ∠EDA = ∠DAC;
  • 因为 AD 平分 ∠BAC,得 ∠EAD = ∠DAC。

两个等式右边相同,所以:

∠EAD = ∠EDA

在 △AED 中,两个角相等,由等角对等边得 AE = ED。

一句话总结:平行线负责把角搬过来,角平分线负责给出另一个等角,等角对等边收尾。

在 △ABC 中,AD 平分 ∠BAC,DE ∥ AC 交 AB 于 E,则 △AED 是 ______ 三角形。(填两个字)

查看答案

由 DE ∥ AC 得 ∠EDA = ∠DAC,由 AD 平分 ∠BAC 得 ∠EAD = ∠DAC,于是 ∠EAD = ∠EDA,等角对等边得 AE = ED,所以 △AED 是等腰三角形。

例题应用

「角平分线 + 平行线 ⇒ 等腰」常用来把一条线段搬到另一个位置,是证明线段相等、转移边长的常用手段。

  1. 先找图中已有的角平分线,再看有没有与某边平行的直线。
  2. 用内错角把平行线两端的角对应起来。
  3. 用角平分线给出第二个等角,凑出「同一个三角形内两角相等」。
  4. 由等角对等边得到等腰,再把它代进待证的结论。

在 △ABC 中,AD 平分 ∠BAC,DE ∥ AC 交 AB 于 E。∠EDA 等于哪个角?

  • A∠EDA = ∠DAC
  • B∠EDA = ∠BAC
  • C∠EDA = ∠EAD
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DE ∥ AC,∠EDA 与 ∠DAC 是内错角,所以 ∠EDA = ∠DAC(它恰好等于 ∠BAC 的一半)。再配合 ∠EAD = ∠DAC,就得到 △AED 的两个底角相等。

互动练习

把 ∠DAC 转移到 ∠EDA 用到了平行线的哪条性质?

  • A内错角相等
  • B同位角相等
  • C同旁内角互补
查看答案

DE ∥ AC,直线 AD 是截线,∠EDA 与 ∠DAC 位于截线两侧、被截两直线之间,是一对内错角,所以相等。注意这里用到的不是同旁内角互补。

在本单元的画板上,如果把「DE ∥ AC」改成「DE ∥ AB」(仍与 AB 相交的那条平行线改为与另一条边平行),图形还可能出现等腰三角形吗?动手改一改、量一量,再说明理由。

查看答案

参考结论:若过 D 作 DE ∥ AB 交 AC 于 E,则同理可得 △AED 仍是等腰三角形(此时 AE = ED 的推理完全对称,只是把「内错角」换成另一组)。规律是:过角平分线与对边的交点作另一条邻边的平行线,必得等腰——平行于哪条邻边,只决定等腰三角形落在哪个位置。

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