难题破解:两线平行派生比例线段,妙证角相等
大罕
本题聚焦相似三角形的判定与性质,图形令人眼花缭乱.由于综合性强,思路狭窄,堪称难题.多数人会因题目的“怪诞”而举步维艰,其实,只需紧扣平行线分线段成比例定理这一核心,通过延长构建比例关系,再利用等式代换(相乘或代入),便可突破难点,获胜而归.
【题目】设凸四边形ABCD的对角线AC、BD交于点M,过M作AD的平行线与AB,CD分别交于点E,F,交BC的延长线于点O,以OM为半径作圆O,在圆O上任取一点P,如图1,求证:∠OPF=∠OEP.
【证明】如图2,延长AD、BO交于点G, 利用OE∥GA的平行关系,可推导出两组关键的比例等式:
由OF∥GD,得:
OF/GD=CO/CG=OM/GA, ①
由GD∥OM,得:
GD/OM=GB/OB=GA/OE, ②
将①×②,等式左边为
(OF/GD)×(GD/OM)=OF/OM,
等式右边为
(OM/GA)×(GA/OE)=OM/OE,
所以OF/OM= OM/OE,
因P在圆O上,故半径OP=OM,代入比例式得:OF/OP= OP/OE,
又∠POF与∠EOP是公共角,
∴⊿POF∽⊿EOP,
∴∠OPF=∠OEP. 证毕.
【小结】本题的突破口在于延长AD与BO构造辅助图形,借助“OE∥GA”,衍生出两组关键比例线段.再通过比例式相乘消元,巧妙建立OP与OF、OE的关系,最终利用相似三角形性质完成角度证明.
整个证明过程充分体现了平行线分线段成比例定理在复杂几何证明中的桥梁作用.
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