安徽省亳州市譙城區(qū)譙城中學(xué) 王廣義
全等三角形的判斷無外乎SSS(邊邊邊)、SAS(邊角邊)、ASA(角邊角)、AAS(角角邊)和HL(斜邊+直角邊)五種,針對不同的三角形,在證明時要能分析題干中所隱含的條件,學(xué)會構(gòu)造三角形來完成證明。下面就構(gòu)造三角形的幾種方法作簡要介紹。
這是全等三角形證明中用于證明線段數(shù)量關(guān)系最為常用的方法?!敖亻L”一般是過某一點作長邊的垂線,另一種則是在長邊上截取一條和某一短邊相同的線段。而“補短”一般是通過延長短邊或旋轉(zhuǎn)而將兩條短邊合并,以便于證明。
例1:如圖1,在△ABC中,∠ABC=60°,AD、CE分別平分∠BAC、∠ACB。求證:AC=AE+CD。
解析:AC是一條長線,而AE和CD是兩條線段,由此可考慮利用“截長”的方法,先在AC上截取一段AF,使其和AE相等(如圖2),那么,剩下的就要考慮如何證明CF=CD,即要證明△ODC≌△OFC。觀察兩個三角形只有一條公共邊,即OC。如果能證明∠3= ∠4,∠7= ∠8,即可用ASA(角邊角)證明,回歸題干,根據(jù)AD平分∠ABC,即可得到∠1=∠2。而AE=AF,AO=AO,故而可證明△AEO≌△AFO,也就可得到∠5=∠6。由∠ABC=60°,可推導(dǎo)∠BAC+∠BCA=180°-∠ABC=180° -60° =120°。又因CE平分∠ACB,即可證明∠3= ∠4。 而∠5= ∠3+ ∠2= ∠BAC+ ∠BCA, 可 知∠5=60°。∠6=∠8=60°,∠7=180°-∠5-∠6=180°-60°-60°=60°,繼而可得到∠7=∠8。由此即可完成證明。
無論是“截長”還是“補短”,在證明過程中都要學(xué)會觀察圖形,根據(jù)圖形完成構(gòu)造。同時,要充分利用好題干中的“已知”,構(gòu)造三角形后,要從“未知”出發(fā)來思考通過“已知”條件可以得到什么,如何證明。
“割補”其實就是根據(jù)圖形,將“大”圖形進行“割”,即利用平行線、角平分線或中位線等將“大”圖“割”去一部分,尋找已知圖形和構(gòu)造圖形之間的全等條件進行求證。
例2:如圖3,在四邊形ABCD中,已知BD平分∠ABC,∠A+∠C=180°。求證:AD=CD。
解析:觀察圖形發(fā)現(xiàn),△ABD和△CBD是完全不可能全等的,且△CBD的面積明顯比△ABD要大,而題干中給出BD平分∠ABC,∠A+∠C=180°的條件,若能通過割補△CBD而構(gòu)造一個和△ABD全等的三角形,問題即可得到解決。在BC上截取BE=BA,連接DE,得到圖4。由∠1=∠2,AD=BE,BD=BD,即可證明△ABD≌△EBD,從而得知AD=ED,∠A= ∠3。題 干 中 給 出∠A+ ∠C=180 °, 可 得∠3+ ∠C=180 °。 而∠3+∠4=180°,等量代換即可得到∠C=∠4,可推導(dǎo)CD=DE,由此可論證AD=CD。
根據(jù)題干觀察圖形,若圖中圖形出現(xiàn)“缺失”,可通過“補全”圖形來構(gòu)造兩個全等的三角形進行證明。
例3: 如 圖5, 在△ABC中,AC=BC, ∠C=90 °,BD為∠ABC的平分線。若A點到直線BD的距離AD為a,求BE的長。
解析:要求BE的長,而題干中只給出AD的長,兩者之間沒有關(guān)聯(lián)性。觀察圖形,若延長AD、BC交于F,即可得到圖6,若能證明△AFC≌△BEC,即可得到BE=AF,但需要考慮AD和DF之間是否存在數(shù)量關(guān)系,再觀察圖發(fā)現(xiàn),若能證明ABD≌△FBD,即可得到FD=AD=a,即AF=2a。如此,再根據(jù)題干,先利用AAS 證明△AFC≌△BEC,推導(dǎo)出FD=AD=a,即AF=2a。同樣,利用AAS證明ABD≌△FBD,即可求證。
在全等三角形的學(xué)習(xí)過程中,一定要掌握五大判定定理,要熟悉每一種定理的條件,結(jié)合圖形思考已知條件是什么,還差什么條件,根據(jù)所差條件觀察圖形,完成構(gòu)造。當(dāng)然,構(gòu)造三角形來完成證明的方法很多,最為關(guān)鍵的是,看到圖形后,要結(jié)合題干進行分析。如兩個圖形之間已經(jīng)有了兩個條件(兩條對應(yīng)邊已經(jīng)相等),此時只需要找到另一個條件(兩邊的夾角),若圖形中沒有這一交角,則可進行構(gòu)造。在數(shù)學(xué)教學(xué)中,應(yīng)多引導(dǎo)學(xué)生展開針對性練習(xí),熟悉不同類型圖形的構(gòu)造方法,這樣才能讓學(xué)生快速求證。