宮慶軍
(山東省淄博市博山中學(xué) 255200)
在歷年的中考中經(jīng)常出現(xiàn)三角形及隱形三角形(需添加輔助線)的問(wèn)題,問(wèn)題涉及到線段的關(guān)系,有位置關(guān)系和數(shù)量關(guān)系,此時(shí)考生能否順利完成試題的關(guān)鍵是要有全等的思想和類比的思想,抓住這兩點(diǎn)可能問(wèn)題就會(huì)迎刃而解.下面就幾個(gè)中考的題或者經(jīng)典的題做論述.
例1(經(jīng)典)如圖,已知△ABC是銳角三角形,分別以AB,AC為邊向外側(cè)作兩個(gè)等邊△ABM和△CAN.D,E,F(xiàn)分別是MB,BC,CN的中點(diǎn),連結(jié)DE,F(xiàn)E,求證:DE=EF.
解題分析本題中多個(gè)中點(diǎn)會(huì)聯(lián)想到中位線定理,進(jìn)而作輔助線MC和BN,它們的關(guān)系就是DE和EF的關(guān)系,等邊三角形中有相等的邊和角自然想到△AMC和△ABN的全等問(wèn)題,進(jìn)而證得MC=BN,所求問(wèn)題依據(jù)中位線定理自然解決了.具體過(guò)程不再贅述.
例2(淄博中考)(1)操作發(fā)現(xiàn):如圖①,小明畫了一個(gè)等腰三角形ABC,其中AB=AC,在△ABC的外側(cè)分別以AB,AC為腰作了兩個(gè)等腰直角三角形ABD,ACE,分別取BD,CE,BC的中點(diǎn)M,N,G,連接GM,GN.小明發(fā)現(xiàn)了:線段GM與GN的數(shù)量關(guān)系是____;位置關(guān)系是____.
(2)類比思考:如圖②,小明在此基礎(chǔ)上進(jìn)行了深入思考.把等腰三角形ABC換為一般的銳角三角形,其中AB>AC,其它條件不變,小明發(fā)現(xiàn)的上述結(jié)論還成立嗎?請(qǐng)說(shuō)明理由.
(3)深入研究:如圖③,小明在(2)的基礎(chǔ)上,又作了進(jìn)一步的探究.向△ABC的內(nèi)側(cè)分別作等腰直角三角形ABD,ACE,其它條件不變,試判斷△GMN的形狀,并給與證明.
解題分析和例1比較它把外接等邊三角形換成了等腰直角三角形,使問(wèn)題變得復(fù)雜了,GM與GN的關(guān)系可能就不止是相等這么簡(jiǎn)單了,應(yīng)該能想到是垂直關(guān)系,先猜測(cè)再去證明是關(guān)鍵.此類問(wèn)題均是從一個(gè)三角形出發(fā),向外作幾何圖形,從而產(chǎn)生問(wèn)題,讓學(xué)生作答,抓住全等三角形這個(gè)工具,同時(shí)體會(huì)類比思想的重要性.
∴MG=NG,MG⊥NG.故答案為:MG=NG,MG⊥NG.
(2)連接CD,BE,相交于H,同(1)的方法得MG=NG,MG⊥NG.
(3)連接EB,DC,延長(zhǎng)線相交于H.
同(1)的方法得MG=NG.
同(1)的方法得△ABE≌△ADC,∴∠AEB=∠ACD,∴∠CEH+∠ECH=∠AEH-∠AEC+180°-∠ACD-∠ACE=∠ACD-45°+180°-∠ACD-45°=90°,∴∠DHE=90°,同(1)的方法得MG⊥NG.
例3(濟(jì)南中考)如圖1,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,AC>BC,分別以AB、BC、CA為一邊向△ABC外作正方形ABDE、BCMN、CAFG,連接EF、GM、ND,設(shè)△AEF、△BND、△CGM的面積分別為S1、S2、S3.
(1)猜想S1、S2、S3的大小關(guān)系,深入研究;
(2)請(qǐng)對(duì)(1)的猜想,任選一個(gè)關(guān)系進(jìn)行證明;
(3)若將圖1中的Rt△ABC改為圖2中的任意△ABC,若S△ABC=5,求出S1+S2+S3的值;
(4)若將圖2中的任意△ABC改為任意凸四邊形ABCD,若S△AEG+S△CNK+S△IBH+S△DFM=a,四邊形ABCD的面積為_(kāi)___.(直接用含a的代數(shù)式表示結(jié)果)
解題分析此題和淄博中考題類似,它外接的是正方形,內(nèi)部圖形無(wú)論怎么變化,它的解題思路不變,利用全等找出相等的線段關(guān)系,進(jìn)而證得面積相等,不過(guò)它的線段相等更具有隱藏性,輔助線的作法稍微有點(diǎn)難度,更加考驗(yàn)考生的思維能力.具體思路如下:很容易得到S3=S△ABC.進(jìn)一步猜想其它的兩個(gè)三角形面積也等于S△ABC,此時(shí)需要證明它們的高或底邊相等,延長(zhǎng)FA至H作EH⊥AH,由△ABC≌△AEH得到EH=BC,進(jìn)而得到S1=S△ABC,進(jìn)而得到S1=S2=S3,用類比的思想就能解決后面的問(wèn)題.
全等三角形的運(yùn)用一直是數(shù)學(xué)的重要組成部分,它就像數(shù)學(xué)中的一個(gè)根源所在,許多問(wèn)題皆由它而來(lái),它涉及了幾何中最重要的角和線段的關(guān)系.不僅在于它讓學(xué)生學(xué)會(huì)了數(shù)學(xué)的幾何證明方法,也讓學(xué)生體會(huì)了數(shù)學(xué)中的轉(zhuǎn)化思想.它具有很大的靈活性,也具有一定的難度,有時(shí)候找不到哪兩個(gè)三角形全等,此時(shí)就要從三角形全等的性質(zhì)入手,具體數(shù)學(xué)問(wèn)題具體分析,體現(xiàn)了學(xué)生的各種綜合能力.全等三角形知識(shí)是幾何教學(xué)的中軸線,是基礎(chǔ),是代數(shù)和幾何連接的紐帶.