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捕捉有用信息 补图速解问题

2015-09-10华腾飞

中学生数理化·中考版 2015年6期
关键词:信息源正三角形六边形

华腾飞

在解(证)有一定难度的几何问题时,条件并不明显,而寓于概念、存于性质或畲于图中,审题时,就要注意深入挖掘这些隐含条件和信息,常常需要添加辅助线.应如何添加辅助线呢?可以说没有一成不变的方法,应因题而异,采用灵活多变的添加的方法,一般补成常见的基本图形,为顺利解(证)题目创造条件,下面通过例题说明怎样捕捉题设和图形中有用的信息源,通过多种思维产生新的有用信息,进而采用“补形”的方法,达到简捷解(证)问题的目的,

一,补图构造直角三角形或正三角形

例1 如图1所示,在四边形ABCD中, BC=2,CD=3.求AB的值.

分析:信息源:

产生信息:60°角作为直角三角形的一个锐角时,直角三角形三条边的比是

补全图形:①延长AD交BC的延长线于E;②延长AB交DC的延长线于F

简解:CD=3,

例2 如图2所示,已知六边形ABCDEF的六个角都是120°,若其连续四边AB、BC、CD、DE的长依次为1、9、9、5,求这个六边形的周长.

分析:信息源:六边形的六个角都是120°.

产生信息:120°角的邻补角是60°,有两个角为60°的三角形是等边三角形.

补全图形:把六边形ABCDEF的边BC、DE、AF分别延长得正三角形PMN.

简解:由图形易知△PCD、△NAB、△MEF、△PMN为正三角形,△PMN的边长为19.进而可知ME=5.AF=13.则六边形ABCDEF的周长=正三角形PMN的周长一1-5-9=42.

点评:以上两例解法都是捕捉了题中的特征信息“60°”角,从而获得了补全图形的两种方式.因此当题设或结论中有特征信息“15°、30°、60°或120°、150°”角时,可把命题图形完善成“正三角形”或“含30°锐角的直角三角形”试之.这样做从表面上看图形变复杂了.实质上使不规则图形化成了规则图形,化繁为简,为顺利简捷解题创造了条件.

二、补图构造等腰三角形 例3 如图3所示,在△ABC中,AD是 的平分线,过B作 ,交AD的延长线于E,M为BC的中点,求证:

分析:信息源:AD是 的平分线, ,M为BC的中点,

产生信息:①角平分线所在直线是角的对称轴;②等腰三角形“三线合一”定理.三角形中位线定理,

补全图形:延长AC交BE的延长线于F.化一般△ABC为等腰△ABF.

简证:过C作CP∥BF交AB于P,而得到的△ACP和△ABF都是等腰三角形,得FC=AB-AC.E为BF的中点,再由M为Bc中点得

点评:本题捕捉了角平分线与垂线重合的信息,采取补得等腰三角形的方法,此类题型在初中平面几何和中考中很多,希望同学们注意其思想方法.

三、补图构造特殊的四边形(如平行四边形、矩形、菱形、正方形)

例4 如图4所示,一边靠学校院墙另三边用总长为50m的篱笆围成的长方形场地,说出边长为多少时,长方形的面积最大,

分析:信息源:长方形.面积最大,三边总长50m篱笆不变.

产生信息:周长一定的所有矩形中,正方形面积最大,

补全图形:把矩形补成如图4所示的正方形.

简解:不难得知当BC=1/2AB,即AB=25m,BC=AD=12.5 m时,场地的面积最大,

点评:本题的解法之所以如此简捷巧妙,是因为捕捉到了“面积最大”这个信息,而想到了正方形.

四、补图构造圆

例5如图5所示,已知AB=AC=AD,如果 是 的k倍,那么 是 的

倍.

分析:信息源:A B=A C=AD.

产生信息:B、C、D三点到A的距离相等,即B、C、D都在以A为圆心、AB长为半径的圆A上,

补全图形:以A为圆心,AB长为半径作 A.

简解:圆心角∠DAC是∠CAB的k倍,则CD的度数是BC度数的k倍,推得圆周角∠DBC也是∠BDC的k倍.

点评:本题巧用信息AB=A C=AD,作 A,用圆心角、弧、圆周角的关系使难题迎刃而解,充分体现了补图解题的妙处.

例6如图6所示,以边长为 cm的等边三角形三边为弦,分别作弧相交于点 求阴影部分的面积.

分析:麟信息源:等边△ABC. 产生信息:①AB、BC、CA为等弧;②O’为“四心”重合于一点;③∠AO'C=∠BO'C=∠AO'B=120°,AB、BC、CA所对的圆心角也是120。.

补全图形:找出AB、BC、CA的圆心O1、O2、O3,连接01A、O1B、02B、02C、03C、o3A.

简解:由 cm,得O1A =2cm,图中阴影面积等于半径为2cm的圆面积与六边形A01B02C03面积之差,

点评:本题由弧想到弧所在的圆,找出圆心,补全图形,化零为整,返璞归真.这是求几何图形中阴影面积的重要途径,对解(证)其他题型也会有启迪,

五、补图构造全等三角形(相似三角形) 例7 如图7,点B在线段AC上,点D,E在AC同侧,∠A=∠C=90°,BD BE,AD=BC.

(1)求证:AC=AD+CE;

(2)若AD=3,CE=5,点P为线段AB上的动点,连接DP,作PQ DP,交直线BE于点Q.当点尸与A,B两点不重合时,求 的值.

分析:(1)根据同角的余角相等求出∠1=∠E.再利用“角角边”证明△ABD和△CEB全等,根据全等三角形对应边相等可得AB=CE,然后根据AC=AB+BC整理即可得证.

(2)如图8,连接DQ,由∠DPQ=∠DBQ=90°得到D、P、B、Q四点在以DQ为直径的圆上,从而可以得到

解:(1)证明:如图7,因BD上BE,故∠1+∠2=180°-90°=90°.因∠C=90°,故∠2+∠E=180°-90°=90°,故∠1=∠E.因在△ABD和△CEB中,∠1=∠E,∠A= ∠C=90。,AD=BC,故△ABD≌△CEB (AAS).故AB=CE.故AC=AB+BC=AD+CE.

(2)如图8,连接DQ,因∠DPQ=∠DBQ=90°,故D、P、B、Q四点在以DQ为直径的圆上.故∠DQP=∠DBP.

故Rt△DPQ∽Rt△DAB.故

因DA=3,AB=EC=5,故

点评:本题是单动点问题,主要考查了全等三角形的判定和性质,圆周角定理,相似三角形的判定和性质.本题通过连接DQ,得到相似三角形,问题迎刃而解.

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