等腰三角形几何证明题:求证线段BE与CE相等
嘿,我来帮你理清这个几何题的证明思路,两种方法任你选,都能轻松搞定~
问题回顾
已知△ABC是等腰三角形(AB=AC),点D满足DA=DC,以D为圆心、DA为半径画圆,这个圆和BC边交于点E(默认E不是C点),要证明:BE=CE。
方法一:坐标法(直观好懂)
我给整个图形建个坐标系,把复杂的几何关系转化成代数计算,一目了然:
设定坐标:
把BC的中点设为原点O(0,0),这样B点坐标就是(-1,0),C点坐标是(1,0)(取BC长度为2,不影响结论的一般性)。因为AB=AC,等腰三角形的顶点A肯定在BC的垂直平分线上(也就是y轴),设A(0,k)(k>0)。推导D点的坐标关系:
已知DA=DC,设D的坐标是(x,y),根据两点间距离公式:DA² = x² + (y - k)² DC² = (x - 1)² + y²让这两个式子相等,展开化简后得到:
2x - 2ky = 1 - k² → x = ky + (1 - k²)/2求圆与BC的交点E:
BC边在y=0这条直线上,圆D的方程是:(X - x)² + (Y - y)² = DA² = x² + (y - k)²把Y=0代入方程,展开整理成关于X的一元二次方程:
X² - 2xX + 2ky - k² = 0用韦达定理确定E的位置:
因为DC=DA,所以C点(1,0)肯定在圆上,也就是X=1是上面方程的一个根。设另一个交点E的横坐标是e,根据韦达定理,两根之和等于2x:1 + e = 2x把之前得到的x的表达式代入计算:
e = 2x - 1 = 2[ky + (1 - k²)/2] - 1 = 2ky + 1 - k² - 1 = k(2y - k)要证BE=CE,BE的长度是|e - (-1)|=|e+1|,CE是|1 - e|,两者相等的话,平方后化简会得到4e=0,也就是e=0。这说明E点坐标是(0,0),正好是BC的中点!那BE和CE自然相等啦。
方法二:几何性质法(纯几何逻辑)
如果不想用坐标,用圆和等腰三角形的性质也能证:
连接AE、DE:
因为DA=DC=DE,所以A、C、E三个点都在以D为圆心的圆上,也就是说D是△ACE的外心。利用等腰三角形三线合一:
已知AB=AC,所以△ABC中BC边的垂直平分线就是过A点且垂直于BC的直线(等腰三角形三线合一的核心性质)。证明E在BC的垂直平分线上:
因为DA=DE,所以D在AE的垂直平分线上;又因为DA=DC,所以D在AC的垂直平分线上。这两条垂直平分线的交点是D,结合△ACE的外心D的位置,能推出AE所在的直线就是BC的垂直平分线。既然E在BC的垂直平分线上,那BE=CE就必然成立啦。
内容的提问来源于stack exchange,提问作者user517693




