现行中学数学教材的各版本中,线段的判定定理,作为线段垂直平分线性质定理的逆定理,没有性质定理的应用广泛,它在理论体系中的地位和解题应用中的各种功能,几乎都可以用三线合一定理来代替.要论它在理论体系中的地位和解题应用中的功能,它的重要性应该不及本文所要引入的定理.
定理:如果一条直线上有两点到线端两个端点的距离相等,那么该直线就是这个线段的垂直平分线.
该定理的意义很好理解,因为CA=CB,所以点C就在线段AB的垂直平分线上,同理点D也在线段AB的垂直平分线上,又两点确定一条直线,故而直线CD就是线段AB的垂直平分线,证明也不复杂.
如图1,已知CA=CB,DA=DB.求证:直线CD垂直平分线段AB.
求证:直线CD垂直平分线段AB.
证明:设直线CD与线段AB交于O点.
在△ACD和△BCD中,
∵AC=BC,AD=BD,CD=CD.
∴△ACD≌△BCD (SSS)
∴∠ACD=∠BCD.
在△ABC中,
∵AC=BC,∠ACD=∠BCD,
∴AO=BO,CO⊥AB,(三线合一)
故直线CD垂直平分线段AB.
直线CD是线段AB的垂直平分线,由于是由点C和点D两点所满足的条件来判定的,所以该定理可称为双点可判定理.
应用如下:
例1 如图2,AD 为∠BAC 的平分线,交BC 于点D, AE=AF,求证:直线AD垂直平分线段EF .
证明:连接DE、DF,设直线AD与线段EF 交于O点.
∵AD平分∠BAC,∴∠BAD=∠CAD.
在△AED和△AFD中,
∵AE=AF,∠EAD=∠FAD,AD=AD.
∴△AED≌△AFD (SAS)
∴DE=DF,又∵AE=AF,
∴直线AD垂直平分线段EF . (线段垂直平分线的双点可判定理)
例2 如图3,已知AB=AD,BC=DC,E是AC上一点,
求证:(1)BE=DE;(2)∠ABE=∠ADE.
证明:(1)连接BD,
∵AB=AD,BC=DC,
∴直线AC垂直平分线段BD.(线段垂直平分线的双点可判定理)
∴BE=DE.
(2)在△AED和△AFD中,
∵AB=AD,BE=DE,AE=AE,
∴△ABE≌△ADE (SSS)
∴∠ABE=∠ADE.
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