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共边定理

2008-08-19张景中等

张景中等

有些题目看似简单,但仔细想想,却会有新的发现.

图1中有△PAB和△QAB,问:△PAB与△QAB的面积之比是多少?

这个问题不难解答.因为三角形面积等于底和高之积的一半,显然△PAB和△QAB共底,要求面积之比,只需求两三角形的高之比.作出两三角形的高PD、QE(如图2),可得 = .那么,我们要做的工作就是作两个高,测量两次,作一次计算,这个问题就解决了.

有没有更简单一点的办法呢?因为作高比较麻烦.如果只是尺子一摆,顺手作出,那么就可能出现较大的误差.可不可以避免作高呢?办法也是有的.可以延长PQ、AB(如图3),使之相交于点M,则有 = .这是为什么呢?

学过相似三角形的读者很快就会发现△PDM ∽△QEM,因而有 = .那么,没有学过相似三角形的读者能否明白其中的道理呢?办法仍然是有的.在直线AB上取点N(如图4),使得MN = AB,于是 == .这里用到了“同高三角形的面积之比等于底之比”.因为我们把PM看成△PNM的底,把QM看成△QNM的底,那么△PNM和△QNM就成了同高三角形.

回顾我们思考的过程,从中可以获得一些有益的启示:

第一,不要放过那些表面上看似寻常的问题,它们的背后也许还有很多你没弄明白的东西.

第二,找到一种解决方法的时候,不妨再想想,有没有更简单、更高明的方法.

第三,更简单、更高明的方法也许要用到更多的数学知识.不妨进一步想想,能否用更少的、更基本的知识来说明它.

问题并没有结束,我们还可以举一反三.图1中画出的两个三角形有一条公共边AB.但是,有公共边的两个三角形情形是多种多样的,它们的位置并不一定像图1那样.下面我们给出一个定理.

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