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一道期中考试几何综合题引起的思考

2020-02-07魏永超方丹

中学生数理化·教与学 2020年1期
关键词:思路思想学生

魏永超 方丹

能够完全重合的两个三角形叫全等三角形.在几何题中,我们通常需要依据这一核心定义,去发现并构造两个三角形全等.比如两个三角形只满足三角形全等的部分条件,但明显不全等,我们可以选定一个三角形,人为再构造一个和这个选定的三角形一模一样的图形,即完全重合,再去证明全等,做题思路瞬间打开,数学思维迭代提高.我把这种思想方法总结为:割大,补小,大的割一点小的补一点.下面我以武汉市江岸区2018~2019学年度第一学期期中考试八年级数学试卷中第23题为例进行简单说明.

已知,在△ABC中,AC=BC,分别过A、B点作互相平行的直线AM、BN,过点C的直线分别交直线AM、BN于点D、E.

(1)已知AM⊥AB.

①若DE⊥AM,请直接写出CD、CE的数量关系.

②如图1,DE与AM不垂直,判断上述结论是否还成立,并说明理由.

(2)如图2,90°<∠ABN<120°,∠ABC=∠DEB=60°,EC=nDC,求ADBE.

解:(1)①CD=CE.

②思路1:割大

∵AC=BC(已知),易证∠DAC=∠CBH,我们可以在△BCE中割去一部分,使之与△ADC全等.

具体辅助线可描述为在BE上截取BH=AD,连接CH.

∵AM⊥AB,AM∥BN,

∴∠DAB=∠ABN=90°.

又∵CA=CB,

∴∠CAB=∠ABC.

∴∠DAC=∠CBH.

在△ADC和△BCH中,AD=BH,∠DAC=∠CBH,AC=BC,

∴△ACD≌△BCH(SAS).

∴CD=CH,∠ADC=∠BHC.

∵AM∥BN,

∴∠ADC+∠CEH=180°.

又∵∠BHC+∠CHE=180°,

∴∠CEH=∠CHE.

∴CH=CE.

∴CD=CE.

思路2:补小

∵AC=BC(已知),易证∠DAC=∠CBE,我们可以将△ADC补一部分,使之与△BCE全等.

具体辅助线可描述为在AM上截取AH=BE,连接CH.

在△AHC和△BEC中,

AH=BE,∠HAC=∠CBE,AC=BC,

∴△AHC≌△BEC(SAS).

∴CE=CH,∠AHC=∠BEC.

又∵AM∥BN,

∴∠BEC=∠HDC.

∴∠CDH=∠CHD.

∴CH=CD.

∴CD=CE.

思路3:大的割一點小的补一点

∵AC=BC(已知),易证∠DAC=∠CBE,要求证CD=CE,我们可以将△ADC补一部分,同时将△BCE割一部分,使之全等.

具体辅助线可描述为过点C作CH⊥AM交AM于点H,过点C作CK⊥BN于点K.

∴∠AHC=∠BKC=90°.

∴△AHC≌△BKC(AAS).

∴CK=CH.

又∵AM∥BN,

∴∠KEC=∠HDC.

在△DHC和△EKC中,

∠AHC=∠BKC=90°,∠KEC=∠HDC,CK=CH,

∴△DHC≌△EKC(AAS).

∴CD=CE.

思路4:要求证CD=CE,我们可以将△ADC迁移得到△HEC证明全等.

具体辅助线可描述为延长AC交BN于点H.

∵AM∥BN,

∴∠DAC=∠CHE.

易证∠DAC=∠CBH.

∴∠CHE=∠CBH.

∴CB=CH.

又∵CA=CB,

∴CA=CH.

在△ADC和△HEC中,

∠DAC=∠CHE,CA=CH,∠DCA=∠ECH,

∴△ADC≌△HEC(ASA).

∴CD=CE.

(2)在第二问中,我们同样可以运用割补法的思想来解决.

∵CA=CB,∠ABC=60°

∴△ABC为等边三角形.

∴CA=CB=BC,∠ABC=∠ACB=∠BAC=60°.

∴∠DCA+∠BCE=120°,在△BCE中,∠BCE+∠CBE=120°.

∴∠DCA=∠CBE.

思路1:割大

∵AC=BC(已知),∠DCA=∠CBE,我们可以在△BCE中……

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