解幾何題時常易忽略的幾種方法

2022-12-16 03:30:05 字數 2390 閱讀 9604

丁建國澧縣方石坪鎮中學丁建國

在解幾何證明題時,常遇到一些較難的幾何題,若遵循常規的解題思路有時會陷入僵局。為了拓展思維,打破定勢,筆者擬從以下幾種方法發掘題中已知與未知的聯絡。

一、線段和差變更法

有些問題直接證兩線段相等不容易,可以考慮在兩線段上同時添上(或減掉)同一線段(或等量線段),再證明其和(或差)想相等。例1:如圖1,已知△abc中,∠c=90°,ch⊥ab,at平分∠a交ch於點d,de∥ab,交bc於點e,求證:

ct=be。

[分析]:乍一看此題確實有難度,因為線段ct、be既不同在乙個三角形內,又不是分別在兩個三角形內,不能用全等三角形來證明。但是,如果

注意到ct+te=be+te,就可以先證明ce=tb,即可轉化。證明:作tf⊥ab於f,∵∠c=90° ch⊥ab

∴∠3+∠bac=∠b+∠bac=90°∴∠3=∠b(同角的餘角相等)又∠4=∠2+∠3

∠5=∠1+∠b且∠1=∠2∴∠4=∠5(等量代換)∴cd=ct(等角對等邊)又∵∠1=∠2且tc⊥ac tf⊥ab

∴tc=tf(角平分線性質)∴cd=tf(等量代換)又∵de∥ab

∴∠6=∠b(兩線平行,同位角相等)又∵ch⊥ab∴de⊥cd(同上)∴∠cde=∠tfb=90°所以在△cde和△tfb中∴△cde≌△teb(aas)∴ce=tb即ct+te=te+eb∴ct=be

二、延長或擷取法

當遇到證明線段和差問題(型如a=b±c)時,可以考慮適當延長或擷取轉化為線段相等問題。

例2:已知,如圖2,在△abc中,ab=ac,∠a=100°,∠abc的平分線交ac於d,求證:ad+bd=bc。

[分析一]:從結論入手,用延長法,延長

bd到e,使de=ad,則be=bd+ad,此

時要證be=bc,故鏈結ce,需證∠e=∠ecb=80°。此不易證出。由於bd平分∠abc,想到利用角平分線可造全等三角形:

在bc上取點f,使bf=ba,鏈結df,則△bfd≌△bad,得df=ad=de,進而可計算

∠dfc=80°,∠1=∠2=60°,從而得到△dfc≌△dec。至此通過計算便可求出:∠e=∠bce=80°。

[分析二]:從結論入手,用擷取法:在bc上取點n,使bn=bd,鏈結dn,如圖3,只要證ad=nc,線段ad、nc位置關係不好,一時證不出ad=nc。由於

bd平分∠abc,想到利用角平分線構造全等三角形。在bc上取點m,使bm=ba,鏈結dm。則有△abd≌△mbd,此時易算∠dmn=80°。

在△bdn中,∠bnd==80°,故ad=dm=dn,故只須證dn=nc,即可計算∠c=∠ndc=40°得到。

三、對稱轉化法

根據對稱與不對稱的辨證關係,有時可利用軸對稱圖形中的對稱元素來解不對稱問題。

例3,在△abc中,ab=ac,邊bc的中點為d,是否有可能作乙個等邊三角形△def,使它的邊ef與bc不平行?如有可能,指出∠a的度數,如不可能,請說明理由。

[分析]:本來△abc為對稱圖形,現在在其內部作乙個等邊三角形,不

在其對稱位置上,但是要用到三角形△abc的對稱性來解決。

如圖4,假設存在這樣的三角形△def,滿足ef不平行bc,de=df且∠edf=60°,根據等腰△abc的對稱性,則點e關於ad的對稱點g必在ac邊上存在。這樣有∠bde=∠cdg=,再根據dg=df,可以作dm⊥ac於m,這樣∠mdg=∠mdf=從而2+2+∠edf=180°,所以+==60°。則在rt△dmc中,有∠c=30°,所以∠a=120°。

四、翻摺構造法

有些問題需要構造全等三角形來解決,鏈結輔助線很難入手,可以考慮利用對稱軸作圖,構造全等形。

例4,已知等腰rt△abc中,∠acb=90°,以c為頂點的45°角在△abc內旋轉,角的兩邊交ab於d、e。求證:de?=ad?+be?。

[分析]:由所證的結論容易聯想到勾股定理的形式。但這三條線段de、ad、be位於一條線上,顯然要通

過等量轉換為某乙個直角三角形的三條邊,這需要構造以de為斜邊的直角三角形。如圖5,可以考慮以cd為對稱軸把△cad翻摺為△cfd,鏈結ef,則ca=cf,∠a=∠1,ad=fd,則有△cad≌△cfd,從而∠3=∠4,又∠4+∠5=45°,則∠3+∠6=45°,進而有∠4+∠6=45°,所以∠5=∠6,因此易證△cef≌△ceb,得到∠2=∠b,eb=ef,則易證得直角三角形def中由勾股定理df?+ef?

=de?,再等量代換即可。

五、旋轉構造法

有時根據問題特徵,將圖中某個三角形沿某個頂點旋轉到另外乙個位置,產生全等三角形。

例5(同例4)[分析]:注意△abc為等腰

直角三角形,考慮將△cad沿著以c為中心

逆時針旋轉90°,構造△cbf,並鏈結ef,如圖6,則cd=cf,ad=bf,∠a=∠cbf,則易知∠ebf=90°,∠ecf=45°,所以∠dce=∠ecf,從而可證△cde≌△cfe,得ef=ed,故在rt△ebf中,可知ef?=eb?+bf?

,再由等量代換得證。下一篇

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