北京一零一中學(xué) 廖會(huì)平
本文先按代數(shù)方法求解,再根據(jù)代數(shù)方法求得的解探討幾何計(jì)算方法,加入D點(diǎn)位置變化和ACB大小變化兩種情況進(jìn)行探究,層層遞進(jìn)。首先從探究特殊情況下三條線段之間的關(guān)系入手,再逐漸從兩個(gè)方面改變已知量加深探究,最后得出D點(diǎn)位置變化和ACB大小變化的緊密關(guān)系:
探究1.1:已知等腰直角三角形ABC,∠C=900,在斜邊AB的同側(cè)作角∠ADB=900,連接CD,試探討:線段CD,AD,BD之間的數(shù)量關(guān)系?
解:幾何方法: 在AD上取AE,使得AE=BD,連接CE,則
在斜邊AB的同側(cè)作角∠ADB=900,此時(shí)也有兩種情況,一是在C點(diǎn)的右側(cè),二是在C點(diǎn)的左側(cè)。第一種情況已解決,但是在C點(diǎn)的左側(cè)情況類似于第一種情況,就在此不做探究,其關(guān)系是。再深一層,如D點(diǎn)跟C點(diǎn)在直線AB的異側(cè)呢?下面對(duì)這種情況繼續(xù)探究。
探究1.2:已知等腰直角三角形ABC,∠C=900,在斜邊AB的異側(cè)作角∠ADB=900,連接CD,試探討:線段CD,AD,BD之間的數(shù)量關(guān)系?
解:幾何方法:延長(zhǎng)DA到E,使得AE=BD, 連接CE, 則
在斜邊AB的同側(cè)作角∠ADB=900,此時(shí)ADB的大小發(fā)生變化呢?線段CD,AD,BD之間的數(shù)量關(guān)系又會(huì)如何呢,下面先研究特殊角下的情形,比如600,下面對(duì)這種情況繼續(xù)探究。
探究2.1:已知等腰三角形ABC,∠C=600,在斜邊AB的同側(cè)作角∠ADB=600,連接CD,試探討:線段CD,AD,BD之間的數(shù)量關(guān)系?
解:幾何方法: 在AD上取AE,使得AE=BD,連接CE,則
在斜邊AB的異側(cè)作角∠ADB=600,此時(shí)ADB的大小發(fā)生變化呢?線段CD,AD,BD之間的數(shù)量關(guān)系又會(huì)如何呢,下面對(duì)這種情況繼續(xù)探究。
探究2.2:已知等腰三角形ABC,∠C=600,在斜邊AB的異側(cè)作角∠ADB=600,連接CD,試探討:線段CD,AD,BD之間的數(shù)量關(guān)系?
解:幾何方法: 延長(zhǎng)DA到E,使得AE=BD,連接CE,則
CE=AD ,∠E=∠BDA=600
設(shè)AD=x, AE=y,
在△DCE中由余弦定理有
在斜邊AB的同側(cè)作角∠ADB=x0,此時(shí)∠ADB的大小發(fā)生變化呢?線段CD,AD,BD之間的數(shù)量關(guān)系又會(huì)如何呢,下面對(duì)這種情況繼續(xù)探究。
探究3.1:已知等腰三角形ABC,∠C=x0,在斜邊AB的同側(cè)作角∠ADB=x0,連接CD,試探討:線段CD,AD,BD之間的數(shù)量關(guān)系?
解:幾何方法: 在AD上取AE,使得AE=BD,連接CE,則
在△ACE和△BDC中
CE=CD ,∠ACE=∠BCD
∴∠ECD=∠ACB=x0,△DCE為等腰三角形.
此問題的結(jié)論滿足前面的特殊情況下的探究,具有一般性。
在斜邊AB的異側(cè)作角∠ADB=x0,此時(shí)ADB的大小發(fā)生變化呢?線段CD,AD,BD之間的數(shù)量關(guān)系又會(huì)如何呢,下面對(duì)這種情況探究。
探究3.2:已知等腰三角形ABC,∠C=x0,在斜邊A B的異側(cè)作角∠ADB=x0,連接CD,試探討:線段CD,AD,BD之間的數(shù)量關(guān)系?
此種情況下,A,B,C,D這四點(diǎn)再不具有共圓的性質(zhì),且角之間的關(guān)系也被破壞,因此不再具有前面的關(guān)系,破壞了一般性.
本文主要結(jié)合代數(shù)和幾何地解決幾何問題,從代數(shù)中尋找解決幾何方法,這也是一種解決幾何的途徑,為學(xué)生學(xué)習(xí)幾何又提供了一種思路,同時(shí)又從數(shù)量關(guān)系和位置關(guān)系對(duì)這種問題進(jìn)行變形,指引著學(xué)生對(duì)問題的進(jìn)一步思考,也指明了思考的方向.