數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)離不開例、習(xí)題,而課本中許多例、習(xí)題都具有典型性、示范性和探索性,所蘊含的內(nèi)容相當(dāng)豐富,對它們進行適當(dāng)?shù)淖兓?、引申與發(fā)散,將能得到有價值的新問題、新結(jié)論.現(xiàn)以課本“全等三角形”一章復(fù)習(xí)參考題第5題為例略加改編.
如圖1,∠ACB=90°,AC=BC,BE⊥CE,AD⊥CE,垂足分別為E、D.圖中哪條線段與AD相等?并說明理由.
【分析】我們結(jié)合圖形從題目的結(jié)論出發(fā),認真觀察,可以猜想線段CE與AD相等.進而尋找兩條線段所在載體——三角形,證明△ADC≌△CEB.
解:CE=AD.
因為BE⊥CE ,AD⊥CE,
所以∠ADC=∠BEC=90°,
即∠DAC+∠ACD=90°,
又因為∠ACB=90°,
即∠ACD+∠BCE=90°,
所以∠DAC=∠ECB.
又因為AC=BC,
所以 △ADC≌△CEB(AAS).
所以CE=AD.
【點評】此題目屬于全等問題里第二層次,從復(fù)雜圖形中找出一對全等三角形.我們可以從題目的條件出發(fā),也可從題目的結(jié)論出發(fā).特別要關(guān)注圖中雙重身份的線段或角.圖中AC與BC既是等腰直角三角形中兩直角邊,又是全等三角形中一對對應(yīng)邊.這個圖形也是一個經(jīng)典圖形.
發(fā)散一:已知如圖(1),△ABC中,∠BAC=90°,AB=AC,AE是過A的一條直線,且B、C在AE的異側(cè),BD⊥AE于D,CE⊥AE于E.
求證:(1)BD=DE+CE;
(2)若直線AE繞A點旋轉(zhuǎn)到(2)位置時,BD
(3)若直線AE繞A點旋轉(zhuǎn)到圖(3)位置時,BD>CE,其余條件不變,問BD與DE、CE的關(guān)系如何?請直接寫出結(jié)果,不需證明.
(4)歸納(1)、(2)、(3),請用簡潔語言表述BD、DE、CE的關(guān)系.
【分析】此組題目圖形在變化,但基本條件未變,變化中有不變.∠BAC=90°,AB=AC沒變,BD⊥AE,CE⊥AE不變.這就為我們證明三角形全等創(chuàng)造條件.由全等三角形得到對應(yīng)線段相等,進而說明題目中結(jié)論.
證明:(1)因為BD⊥AE,CE⊥AE,
所以∠ADB=∠AEC=90°,
又因為∠BAC=90°,
即∠BAD+∠CAE=90°,
又∠DAB+∠ABD=90°,
所以∠ABD=∠CAE,
又因為AB=AC,
所以 △ABD≌△CAE(AAS),
所以BD=AE,AD=CE,
所以BD=DE+CE.
(2)(3)都可以說明△ABD≌△CAE,得到對應(yīng)線段相等,從而說明結(jié)論.
【點評】三角形全等是證明線段相等、角相等最基本、最常用的方法,這不僅因為全等三角形有很多重要的角相等、線段相等的特征,還在于全等三角形能把已知的線段相等、角相等與未知的結(jié)論聯(lián)系起來. 條件中沒有現(xiàn)成的全等三角形時,會通過構(gòu)造全等三角形再用判別方法.有些幾何問題中,往往不能直接證明一對三角形全等,一般需要作輔助線來構(gòu)造全等三角形.
常見的構(gòu)造三角形全等的方法有如下三種:①涉及三角形的中線問題時,常采用延長中線一倍的方法,構(gòu)造出一對全等三角形;②涉及角平分線問題時,經(jīng)過角平分線上一點向兩邊作垂線,可以得到一對全等三角形;③證明兩條線段的和等于第三條線段時,用“截長補短”法可以構(gòu)造一對全等三角形.
發(fā)散二:如圖2,在Rt△ABC中,∠BAC=90°,AB=AC,CE⊥BD的延長線于E,∠1=∠2,試說明:BD=2CE.
【分析】此題也是由原題圖形基礎(chǔ)上改編而來,通過延長BA與CE構(gòu)造三角形全等可得,見圖3.
證明:因為CE⊥BD,,
所以∠BEC=90°,
所以∠BAC=∠BEC,
又∠BDA=∠CDE,
所以∠1=∠DCE,
因為∠BAC=∠CAG=90°,AB=AC,
所以△ABD≌△ACG(ASA),
所以BD=CG.
又可證△BEG≌△BEC(ASA),
所以CG=2CE,
所以BD=2CE.
發(fā)散三: 已知:如圖4,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,AC=BC,D為BC的中點,CE⊥AD于E,交AB于F,連接DF.
求證:∠ADC=∠BDF.
【簡析】我們有了前面經(jīng)驗的積累,可以嘗試從說明三角形全等出發(fā)尋求答案.依托已有條件作BG⊥CB與CF的延長線交于點G,垂足為B,構(gòu)造出△ACD≌△CBG 得到CD=BG,∠ABC=∠ABG=45°.由D為BC中點,得到BD=BG.可得△BDF≌△BGF,∠ADC=∠CGB=∠BDF(具體解題過程,同學(xué)們自行完成).