(蒼溪縣龍洞鄉(xiāng)中心小學(xué)校 四川廣元 628442)
幾何定值問題,一般覺得束手無策,其原因在于題中沒有明確給出這個(gè)定值是什么,且此類題目在教材中安排分散,就題論題,沒有給出一般的證明策略。
如何發(fā)現(xiàn)“定值”是什么,是解決這類問題的關(guān)鍵。尋找定值的方法,一般是把圖形中的點(diǎn)或線段運(yùn)動(dòng)到特殊的位置進(jìn)行分析,或?qū)栴}轉(zhuǎn)化到特殊的幾何圖形中,以發(fā)現(xiàn)“定值”,然后給出一般的證明。
例1 已知四邊形ABCD中,∠B=∠D=90o,M為AC上任意一點(diǎn),且MP⊥BC,MQ⊥AD,求證:為定值。
分析:因M是AC上的動(dòng)點(diǎn),若M運(yùn)動(dòng)到AC的邊界位置A(或C)點(diǎn),則有PM=AB,MQ=0
例2 半徑分別為R和r的兩個(gè)圓⊙O1與⊙O2相交于A、B兩點(diǎn),求證:S1-S2為定值。
分析:當(dāng)⊙O1與⊙O2的交點(diǎn)A、B重合時(shí),即兩圓外切,這時(shí)S1=S⊙O1,S2=S⊙O2此時(shí)定值為兩圓面積之差,故可預(yù)測。S1-S2=π(R2-r2)
例3 已知OA、OB是⊙O的半徑,AD⊥OB于D,DC⊥AB于C。求證:OC2+CD2為定值。
分析:當(dāng)△AOB為正三角形時(shí),AD為OB上的中線,設(shè)OA=R,則有
因此可以預(yù)測OC2+DC2=R2
證明:如圖由射影定理可得
例4 已知⊙O的內(nèi)接四邊形ABCD的對(duì)角線AC⊥BD于E,求證:AD2+BC2=AB2+CD2=定值。
分析:若E點(diǎn)與圓心重合,則四邊形ABCD為正方形,設(shè)⊙O的半徑為R,則有AB=BC=CD=DA=R,因此可預(yù)測AD2+BC2=AB2+CD2=4R2
證明:連結(jié)OA、OB、OC、OD,設(shè)∠AOB=α
證圖形中角的三角函數(shù)值為定值,常構(gòu)建直角三角形,將角的三角函數(shù)轉(zhuǎn)化成兩條線段的比,進(jìn)而利用平面幾何的有關(guān)定理,使問題得到解決。
例5 兩個(gè)同心圓的半徑之比為1:2,大圓的直徑AD順次交小圓于B、C,P為小圓上任一點(diǎn),設(shè)∠APB=α,∠CPD=β,求證:·為定值。
證明:過點(diǎn)B作BE⊥PB交AP于E,過點(diǎn)C作CF⊥PC交PD于F
例6 已知B、C把線段AD三等分,以BD為直徑作半圓,過點(diǎn)A作半圓的割線APQ,求證:為定值。