奇妙的“三线合一”
2020-11-04南京师范大学第二附属初级中学八徐春阳魏诗茹
文 南京师范大学第二附属初级中学八(9)班 徐春阳 魏诗茹
等腰三角形“三线合一”的性质为我们解决问题提供了一个添加辅助线的方向。下面结合一道题目和大家谈谈我们的体会。
【问题情境】如图1,△ABC是等腰三角形,∠BAC=90°,AB=AC,D为BC的中点。若过点D作DM⊥DN,DM、DN分别交AB、AC于点M、N,求证:DM=DN。
该题欲证DM=DN,则需构造全等三角形,连接AD,证明△AMD≌△CND即可。
【举一反三】如图2,已知在△ABC中,∠A=90°,AB=AC,D是BC的中点,P是BC上任意一点,且四边形PEAF是长方形。求证:DE=DF。
解答该题仍需连接AD,证明△BED≌△AFD即可。
【感悟】对于已知底边中点的等腰三角形问题,根据“三线合一”,连接顶点和底边中点是常见的辅助线作法,以此为基础,可以证明线段相等、直线垂直或角相等。我们再看一题:
如图3,AB=AC,AD=AE,求证:BD=CE。
方法一:过点A作AM⊥BC于点M,∵AB=AC,AD=AE,∴根据“三线合一”得:BM=CM,DM=EM,∴BM-DM=CM-EM,即BD=CE。
方法二:过点A作∠BAC的平分线AM交BC于点M,∵AB=AC,∠BAM=∠CAM,∴AM⊥BC,此时回到了方法一。
方法三:取BC的中点M,连接AM,∵AB=AC,BM=CM,∴AM⊥BC,此时又回到了方法一。
【感悟】“三线合一”的功能在本题中得到完美展现。所作辅助线看上去是同一条线,但表述不同、含义不同,证明过程就略有区别。本题虽然也可以通过三角形全等来证明,但它“绕路”了。
教师点评
小作者在解决等腰三角形问题时,通过观察、思考、实践得到感悟,发现从等腰三角形“三线合一”出发添加辅助线的方法:当有底边有中点时,连接顶点和中点;当无底边中点条件时,有时要“构造”底边中线(底边上的高、顶角平分线)。解题时有了这样一种“条件反射”,数学思维就迅捷、连贯,这样的品质难能可贵。