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——两大"等距"知识点的性质判定、辅助线模型与例题精讲适用:人教版 / 北师大版 / 苏科版 / 浙教版 / 沪科版(八年级上册核心内容)初中几何用"距离"串起全篇:全等是"形状大小都一样",轴对称是"翻折后重合",圆是"到定点距离相等"。而垂直平分线和角平分线,恰好是两条"等距点的轨迹"——它们把"相等"翻译成"距离",又把"距离"翻译成"等腰、全等、圆"。这就是它们既是考点、又是工具的原因。
本质
垂直平分线:到线段两端点距离相等的点的集合
角平分线:到角两边距离相等的点的集合
性质定理(由线推距离)
垂直平分线:点在垂直平分线上 ⟹ 到两端点距离相等(PA=PB)
角平分线:点在角平分线上 ⟹ 到角两边距离相等(PD=PE)
判定定理(由距离推线)
垂直平分线:到两端点距离相等的点 ⟹ 在垂直平分线上
角平分线:到角两边距离相等的点 ⟹ 在角平分线上
直接产物
垂直平分线:等腰三角形(PA=PB)、轴对称
角平分线:全等三角形(双垂·HL)、等腰三角形
高级接口
垂直平分线:三角形三边垂直平分线交于一点=外心(外接圆圆心)
角平分线:三角形三条角平分线交于一点=内心(内切圆圆心)
中考高频问法
垂直平分线:求周长、求点到两点距离、证三点共圆、折叠求长、坐标求点
角平分线:证线段相等、求线段比、证等腰、求面积、辅助线构造
一句话抓住要害:两条定理都是"线 ⟺ 距离"的互逆双桥。看见"线上一点"就往"距离相等"想;看见"距离相等"就往"某条线上"想。方向一反过来,题就活了。巧用 1
连 PA、PB ⟹ PA=PB,△PAB 是等腰三角形图上只要有垂直平分线,立刻把它上面的点和线段两端连起来,PA=PB 就到手,等于白送一个等腰三角形。
这是"求周长"类题的命门:把折线换成直线(如 AE+EC=AE+EB=AB)。
巧用 2
PA=PB 且 QA=QB ⟹ 直线 PQ 就是 AB 的垂直平分线题目给了 PA=PB,就要想到 P 在 AB 的垂直平分线上。若还能找到另一个满足条件的点 Q,则PQ 就是 AB 的垂直平分线——用"两点确定一条直线"直接下结论。
这是证明"某线是垂直平分线"的标准打法。
巧用 3三角形三边垂直平分线交于一点,这点到三个顶点距离相等,是外接圆圆心(外心)。
常用于"证三点共圆""找一点使它到 A、B、C 距离相等""直角三角形斜边中点"(斜边中垂线交点就是斜边中点)。
巧用 4沿一条线对折,对应点连线必被折痕垂直平分。所以"折叠求线段长"的题,多半要连对应点,用中垂线造出直角和等腰。
这是最容易被忽略、却最省事的一条。
巧用 5
到 A、B 等距的点在 AB 的中垂线上(列 PA²=PB² 求解)在坐标平面中,"到 A(a₁,b₁)、B(a₂,b₂) 距离相等的点"就是 AB 的垂直平分线,列方程 PA²=PB² 直接解,比几何法快得多。
也是"尺规作图:作线段中垂线"的理论依据。
巧用 6若一点同时"到两端点等距"又"到两边等距",它就是两线交点,常用来证明"某条线是垂直平分线"或"某个四边形是菱形"(对角线互相垂直平分)。
见例 2:角平分线一出手,就顺手证明了 OP 垂直平分 CD。
【辅助线训练 · 中垂线篇】遇到中垂线,动作只有两个:① 连两端点(造等腰);② 补出直角(中垂线本身垂直)。若题中没画中垂线却给了"到两端等距",就反向补一条垂直平分线。巧用 1 角平分线 + 双垂线 —— 白得两组相等
作 PD⊥OA、PE⊥OB ⟹ PD=PE,Rt△OPD≌Rt△OPE角平分线上任取一点,往角的两边各作一条垂线,立刻得到:两条垂线段相等 + 一对全等直角三角形(HL)。这是角平分线题目的"标准第一反应"。
辅助线做法:过角平分线上的点 P 作 PD⊥OA 于 D、PE⊥OB 于 E ⟹ PD=PE(性质定理),且 Rt△OPD≌Rt△OPE ⟹ OD=OE。
过 P 作 PQ∥OA 交 OB 于 Q ⟹ OQ=PQ(等腰)口诀:"角平分线加平行线,等腰三角形立出现"。原因很简单:角平分线给出"两个角相等",平行线再给出"内错角/同位角相等",接力传下来就是"同一个三角形里两个角相等" ⟹ 对边相等。
辅助线做法:① 见角平分线 BD,过 D(或角平分线上任一点)作角的另一边的平行线;② 或反过来,见平行线,把角平分线延长过去。两条路都能造出等腰。若角平分线同时还是高(或中线),由"角平分线+公共边+直角"可证两侧三角形全等,从而第三条线自动成立——等腰三角形"三线合一"的判定,就是这一招的产物。
辅助线做法:见角平分线 + 垂直,把垂线补全(延长交另一边),构造关于角平分线对称的两个直角三角形,用 ASA / AAS 证全等。巧用 4 角平分线 + 截长补短 —— 突破"线段和差"
在 AB 上截取 AE=AC,连 DE ⟹ △AED≌△ACD要证AB=AC+BD这类"一条长 = 两条短之和"的结论,角平分线常常就是切入点:在长边上截取一段等于短边(截长),或把短边延长(补短),再借角平分线的等角关系证全等。
辅助线做法:在 AB 上截取 AE=AC,连 DE(截长法);或延长 AC 到 F 使 AF=AB(补短法)。见例 6。巧用 5 三角形中的角平分线定理 —— 求线段比的神器
BD∶DC = AB∶AC(图注:相同记号为一组对应线段)在 △ABC 中,AD 平分 ∠BAC 交 BC 于 D,则BD / DC = AB / AC(角平分线分对边成比例)。它把"角相等"直接换算成"线段比",凡是题目问"BD∶DC""求某段长"的,优先想它。
记忆:左边比左边,右边比右边——∠A 的两条邻边之比,等于对边被分成的两段之比。证明用面积法(等高点、等底比),见例 7。三角形三条角平分线交于一点,这点到三条边距离相等,是内切圆圆心(内心)。由此可推:∠BIC = 90° + ½∠A;面积 S△ABC = ½(a+b+c)·r(r 为内切圆半径)。
辅助线口诀(背下来):见"垂直平分"连两端,等距等长随手拈;见"角平分"双垂线,截长补短全等现;角平分线加平行,等腰三角形立成;角平分线加垂线,三线合一直接见。核心心法:要造全等,就先造直角;要造等腰,就先造等角。四、例题精讲(8 题 · 基础2 · 中档3 · 拔高3)已知:如图,在 △ABC 中,DE 是边 BC 的垂直平分线,交 AB 于点 E,D 为垂足。已知 AB=10,AC=6。求:△AEC 的周长。
图 1(DE 为 BC 的垂直平分线,BE 与 CE 画相同记号)辅助线:本题图已给中垂线,只需连接 CE(其实连的是"线上点与两端点"这条线)。① 读条件E 在 BC 的垂直平分线上 ⟹ 由性质定理,EB=EC。② 转化△AEC 的周长 = AE + EC + AC,把 EC 换成 EB:= AE + EB + AC =AB + AC。解:∵ DE 是 BC 的垂直平分线,E 在 DE 上,∴ EB=EC(垂直平分线上的点到线段两端点距离相等)。∴ C△AEC = AE+EC+AC = AE+EB+AC = AB+AC = 10+6 = 16。点睛:"求周长"的转化套路——把折线拉直。EB 换成 EC(或反向),折线 AE+EB 就变成了直线段 AB。看到中垂线,第一步永远先想"哪条线可以换"。已知:如图,OP 平分 ∠AOB,PC⊥OA 于 C,PD⊥OB 于 D。求证:OP 垂直平分 CD。
图 2(PC=PD、OC=OD 各画相同记号;CD 用虚线)辅助线:连接 CD。要证 OP 垂直平分 CD,只需证 O、P 两点都到 C、D 等距(两点确定一条直线)。① 用角平分线OP 平分 ∠AOB ⟹PC=PD(角平分线上的点到两边距离相等)⟹ P 在 CD 的垂直平分线上。② 用全等在 Rt△OPC 和 Rt△OPD 中:OP=OP,PC=PD ⟹ Rt△OPC≌Rt△OPD(HL)⟹OC=OD⟹ O 也在 CD 的垂直平分线上。③ 定直线O、P 都在 CD 的垂直平分线上 ⟹ 直线 OP 就是 CD 的垂直平分线,即OP 垂直平分 CD。证明:连接 CD。∵ OP 平分 ∠AOB,PC⊥OA,PD⊥OB,∴ PC=PD,∴ 点 P 在线段 CD 的垂直平分线上。在 Rt△OPC 与 Rt△OPD 中,OP=OP,PC=PD,∴ Rt△OPC≌Rt△OPD(HL),∴ OC=OD,∴ 点 O 也在 CD 的垂直平分线上。∴ 直线 OP 垂直平分 CD。点睛:这是"角平分线 ⟹ 垂直平分线"的经典联动。关键在于"两点确定一条直线"——只有一个点满足等距,只能说明它在线上;要证明"某条线",必须凑出两个点。已知:如图,BD 平分 ∠ABC,交 AC 于点 D。过 D 作 DE∥BC,交 AB 于点 E。求证:BE=ED。
图 3(∠EBD=∠DBC 画同色弧;BE=ED 画相同记号)辅助线:题中平行线已经给好(DE∥BC)——这正是"角平分线+平行线"模型的典型出场方式。若题目只给角平分线,就自己补一条平行线。① 角平分线BD 平分 ∠ABC ⟹ ∠EBD=∠DBC。② 平行线DE∥BC,BD 是截线 ⟹ ∠EDB=∠DBC(内错角相等)。③ 接力→等腰∴ ∠EBD=∠EDB ⟹ 在 △EBD 中,等角对等边,BE=ED。证明:∵ BD 平分 ∠ABC,∴ ∠EBD=∠DBC。∵ DE∥BC,∴ ∠EDB=∠DBC(两直线平行,内错角相等)。∴ ∠EBD=∠EDB,∴ BE=ED(等角对等边)。点睛:模型记法——"角平分线+平行线,等腰必出现"。角平分线负责"造等角",平行线负责"传等角",两个等角落在同一个三角形里,就换来一组等边。这是全章出现频率最高的辅助线模型之一。已知:如图,在 △ABC 中,边 AB 的垂直平分线分别交 AB、BC 于点 E、D,连接 AD。已知 ∠B=40°,∠C=60°。求:∠DAC 的度数。辅助线:连接 AD(把中垂线上的点 D 与端点 A 连起来),立刻得到等腰 △ABD。① 造等腰DE 垂直平分 AB,D 在 DE 上 ⟹DA=DB⟹ ∠DAB=∠B=40°。② 求顶角在 △ABC 中,∠BAC=180°-∠B-∠C=180°-40°-60°=80°。③ 相减∠DAC=∠BAC-∠DAB=80°-40°=40°。解:∵ DE 垂直平分 AB,D 在 DE 上,∴ DA=DB,∴ ∠DAB=∠B=40°。在 △ABC 中,∠BAC=180°-40°-60°=80°,∴ ∠DAC=∠BAC-∠DAB=80°-40°=40°。点睛:中垂线的两个"见面礼"——送一组等边(DA=DB)、送一组等角(∠DAB=∠B)。求角度的题,先用它把角"搬"过去,再在三角形内角和里做减法。已知:如图,AD 平分 ∠BAC,点 M 在 AD 上,过 M 作直线 EF⊥AD(垂足为 M),分别交 AB、AC 于点 E、F。求证:△AEF 是等腰三角形,即 AE=AF。
图 5(∠EAM=∠MAF 画同色弧;EF⊥AD 于 M)辅助线:本题的垂线 EF 就是辅助线——它把角平分线 AD 变成了对称轴,△AEF 关于 AD 轴对称。① 找等角AD 平分 ∠BAC ⟹ ∠EAM=∠FAM。② 找直角EF⊥AD 于 M ⟹ ∠AME=∠AMF=90°,且 AM=AM(公共边)。③ 证全等在 △AME 和 △AMF 中,∠EAM=∠FAM,AM=AM,∠AME=∠AMF ⟹ △AME≌△AMF(ASA)⟹AE=AF。证明:∵ AD 平分 ∠BAC,∴ ∠EAM=∠FAM。∵ EF⊥AD,∴ ∠AME=∠AMF=90°。在 △AME 与 △AMF 中,∠EAM=∠FAM,AM=AM,∠AME=∠AMF,∴ △AME≌△AMF(ASA),∴ AE=AF。∴ △AEF 是等腰三角形。点睛:"角平分线是天然的对称轴"——凡关于它对称的两部分必然全等。所以遇到角平分线,常"作垂线造对称",比硬证全等省一半力气。反过来,这也解释了"三线合一":在等腰三角形中,顶角平分线就是对称轴,因此它自动是底边上的高和中线。已知:如图,在 △ABC 中,AD 平分 ∠BAC 交 BC 于点 D,且 ∠B=2∠C。求证:AB+BD=AC。
图 6(在 AC 上截 AE=AB,连 DE;AB=AE、BD=DE 画相同记号)辅助线(截长法):结论是"一条长=两条短之和",标准动作是让长边"短"下来:在 AC 上截取AE=AB,连接 DE,就把 AB 挪到了 AE 的位置。① 造全等在 △ABD 和 △AED 中:AB=AE,∠BAD=∠EAD(角平分线),AD=AD ⟹ △ABD≌△AED(SAS)⟹ BD=DE,∠AED=∠B。② 导角∠AED 是 △EDC 的外角 ⟹ ∠AED=∠EDC+∠C。又 ∠AED=∠B=2∠C,∴ 2∠C=∠EDC+∠C ⟹∠EDC=∠C。③ 换边∠EDC=∠C ⟹ DE=EC。∴ AC=AE+EC=AB+DE=AB+BD。证明:在 AC 上截取 AE=AB,连接 DE。在 △ABD 与 △AED 中,AB=AE,∠BAD=∠EAD,AD=AD,∴ △ABD≌△AED(SAS),∴ BD=DE,∠AED=∠B。∵ ∠AED 是 △EDC 的外角,∴ ∠AED=∠EDC+∠C。又 ∠B=2∠C,∴ 2∠C=∠EDC+∠C,∴ ∠EDC=∠C,∴ DE=EC。∴ AC=AE+EC=AB+BD,即 AB+BD=AC。点睛:"ab=cd+ef 型"的证明,第一步永远是把两条短边拼成一条:截长(在长边上截取)或补短(把短边延长)。角平分线在这里的作用是"提供一对等角,凑 SAS"。若 AB>AC,就反过来在 AB 上截取或延长 AC,思路完全一致。已知:如图,在 △ABC 中,AD 平分 ∠BAC 交 BC 于点 D。求证:BD / DC = AB / AC。
图 7(过 D 作 DE⊥AB、DF⊥AC,DE=DF)辅助线:过 D 分别作DE⊥AB 于 E、DF⊥AC 于 F。这两条垂线段分别是 △ABD 和 △ACD 的"高"——面积法的基础。① 面积表示S△ABD=½·AB·DE,S△ACD=½·AC·DF。② 用角平分线AD 平分 ∠BAC ⟹DE=DF。两式相除得 S△ABD / S△ACD = AB / AC。③ 换底△ABD 与 △ACD 有公共顶点 A,底边 BD、DC 在同一直线 BC 上 ⟹ 它们的高相同 ⟹ S△ABD / S△ACD = BD / DC。∴ BD / DC = AB / AC。证明:过 D 作 DE⊥AB 于 E,DF⊥AC 于 F。∵ AD 平分 ∠BAC,∴ DE=DF。S△ABD=½·AB·DE,S△ACD=½·AC·DF,∴ S△ABD / S△ACD=AB / AC。又 △ABD 与 △ACD 同高(顶点 A 到直线 BC 的距离),∴ S△ABD / S△ACD=BD / DC。∴ BD / DC=AB / AC。点睛:这就是角平分线定理,证明只说两句话:角平分线送等距(两高相等)→ 面积比 = 底边比 = 邻边比。凡题目问"BD∶DC""求某段长"或涉及"内角平分线",都可直接套用(选择、填空可当公式用,解答题要写面积法步骤)。已知:如图,在 △ABC 中,∠ABC 与 ∠ACB 的平分线交于点 I。求证:∠BIC=90°+½∠A。
图 8(BI、CI 分别是 ∠B、∠C 的平分线,交于内心 I)辅助线:本题无需辅助线,但要把"平分"翻译成"半角",再进 △BIC 用内角和。① 拆半角∠IBC=½∠ABC,∠ICB=½∠ACB。② 内角和在 △BIC 中:∠BIC=180°-(∠IBC+∠ICB)=180°-½(∠ABC+∠ACB)。③ 代入又 ∠ABC+∠ACB=180°-∠A,∴ ∠BIC=180°-½(180°-∠A)=180°-90°+½∠A=90°+½∠A。证明:∵ BI、CI 分别平分 ∠ABC、∠ACB,∴ ∠IBC=½∠ABC,∠ICB=½∠ACB。在 △BIC 中,∠BIC=180°-(∠IBC+∠ICB)=180°-½(∠ABC+∠ACB)。∵ ∠ABC+∠ACB=180°-∠A,∴ ∠BIC=180°-½(180°-∠A)=90°+½∠A。点睛:点 I 就是 △ABC 的内心(三条角平分线的交点),它到三边距离相等,是一把"万能尺":① ∠BIC=90°+½∠A(本题);② 若内切圆半径为 r,则 S△ABC=½(a+b+c)·r。这两个结论在中考选择、填空中出现率极高。① 距离 ≠ 端点距离
错解:"角平分线上的点到角两边端点的距离相等"
正解:是到角两边(所在直线)的垂线段相等,即"点到线的距离"。角平分线上的点到两边端点的距离一般不相等。
② 一点 ≠ 一条线
错解:只证出"点 P 到 A、B 等距"就说"PA 是 AB 的垂直平分线"
正解:一个点只能说明它在垂直平分线上。要证明某条直线是垂直平分线,必须凑出两个这样的点(两点确定一条直线)。
③ 等腰的"腰"认错
错解:"角平分线+平行线"时,把等腰的底边当成了腰
正解:先写清"在哪个三角形里":等角所对的边是该三角形的两边,这两边相等。如图 3 中等腰的是 △EBD,BE 与 ED 相等。
④ 截长补短选错边
错解:结论是 AB=AC+BD,却在 AB 上截取等于 AC 的段(顺序乱了)
正解:先判断哪条是"最长边",在最长边上截取,或把两条短边之一延长。截取后务必连接新点,才能造出全等。
⑤ 角平分线定理漏前提
错解:对非三角形的角平分线也套 BD/DC=AB/AC
正解:定理前提是"三角形中的角平分线分对边"。另外注意是"∠A 的两邻边之比",别把邻边写反。
六、分层检测卷(6 题 · 难度 1∶2∶2,答案见文末)1(基础)如图(图 4 同款结构),在 △ABC 中,边 AB 的垂直平分线交 BC 于点 D,交 AB 于点 E。已知 AD=5,AC=4,BC=9。求 △ADC 的周长。基础2(基础)如图,OC 平分 ∠AOB,点 P 在 OC 上,PD⊥OA 于 D,PD=4。求点 P 到 OB 的距离。基础3(中档)在 △ABC 中,∠ABC 的平分线与 ∠ACB 的平分线交于点 I。若 ∠A=70°,求 ∠BIC 的度数。中档4(中档)如图,AB∥CD,∠BAC 与 ∠ACD 的平分线交于点 P。求证:AP⊥CP。中档5(拔高)如图,在 △ABC 中,AD 平分 ∠BAC,DE⊥AB 于 E,DF⊥AC 于 F,连接 EF 交 AD 于 G。求证:AD 垂直平分 EF。拔高6(拔高)如图,在 △ABC 中,AB=AC,∠A=36°,BD 平分 ∠ABC 交 AC 于点 D。求证:AD=BD=BC。拔高1.∵ DE 垂直平分 AB,D 在 DE 上,∴ DA=DB=5。∴ CD=BC-BD=9-5=4。∴ C△ADC=AD+DC+AC=5+4+4=13。2.过 P 作 PE⊥OB 于 E。∵ OC 平分 ∠AOB,PD⊥OA,PE⊥OB,∴ PE=PD=4。∴ 点 P 到 OB 的距离为4。3.∠IBC=½∠ABC,∠ICB=½∠ACB。∠BIC=180°-½(∠ABC+∠ACB)=180°-½(180°-70°)=180°-55°=125°。(也可直接用公式 ∠BIC=90°+½∠A=90°+35°=125°。)4.∵ AB∥CD,∴ ∠BAC+∠ACD=180°(两直线平行,同旁内角互补)。∵ AP、CP 分别平分 ∠BAC、∠ACD,∴ ∠PAC=½∠BAC,∠PCA=½∠ACD。∴ ∠PAC+∠PCA=½(∠BAC+∠ACD)=½×180°=90°。在 △APC 中,APC=180°-(∠PAC+∠PCA)=180°-90°=90°,∴AP⊥CP。5.∵ AD 平分 ∠BAC,DE⊥AB,DF⊥AC,∴ DE=DF。在 Rt△ADE 与 Rt△ADF 中,AD=AD,DE=DF,∴ Rt△ADE≌Rt△ADF(HL),∴ AE=AF。∴ 点 A、D 都在线段 EF 的垂直平分线上,∴ 直线 AD 垂直平分 EF。(同理可得 AD 平分 ∠EDF,即 AD 是 EF 的对称轴。)6.∵ AB=AC,∠A=36°,∴ ∠ABC=∠C=(180°-36°)÷2=72°。∵ BD 平分 ∠ABC,∴ ∠ABD=∠DBC=36°。在 △ABD 中,∠A=∠ABD=36°,∴AD=BD。∵ ∠BDC 是 △ABD 的外角,∴ ∠BDC=∠A+∠ABD=36°+36°=72°。在 △BCD 中,∠BDC=∠C=72°,∴BD=BC。∴AD=BD=BC。(这个三角形就是"黄金三角形",AD=BD=BC 是它的经典结论。)
往期内容
一句话收尾:垂直平分线与角平分线,本质是"等距点的轨迹"——一条通向"等腰",一条通向"全等"。做题时记住两条反射:见到中垂线,先连两端点;见到角平分线,先想双垂线。把这两条反射练成本能,几何证明的"辅助线恐惧"就消掉了一大半。—— 更多中考几何专题,关注公众号持续更新 ——特别提醒:如需电子版,请先关注、点赞、收藏、转发,并在评论区留言“垂直平分线与角平分线”