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(wú)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(duì)不同的三角形,在證明時(shí)要能分析題干中所隱含的條件,學(xué)會(huì)構(gòu)造三角形來(lái)完成證明。下面就構(gòu)造三角形的幾種方法作簡(jiǎn)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(zhǎng)”一般是過(guò)某一點(diǎn)作長(zhǎng)邊的垂線,另一種則是在長(zhǎng)邊上截取一條和某一短邊相同的線段。而“補(bǔ)短”一般是通過(guò)延長(zhǎng)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(zhǎng)線,而AE和CD是兩條線段,由此可考慮利用“截長(zhǎng)”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(gè)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°?!?=∠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(wú)論是“截長(zhǎng)”還是“補(bǔ)短”,在證明過(guò)程中都要學(xué)會(huì)觀察圖形,根據(jù)圖形完成構(gòu)造。同時(shí),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(lái)思考通過(guò)“已知”條件可以得到什么,如何證明。
“割補(bǔ)”其實(shí)就是根據(jù)圖形,將“大”圖形進(jìn)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(jìn)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(guò)割補(bǔ)△CBD而構(gòu)造一個(gè)和△ABD全等的三角形,問(wèn)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(guò)“補(bǔ)全”圖形來(lái)構(gòu)造兩個(gè)全等的三角形進(jìn)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(diǎn)到直線BD的距離AD為a,求BE的長(zhǎng)。
解析:要求BE的長(zhǎng),而題干中只給出AD的長(zhǎng),兩者之間沒(méi)有關(guān)聯(lián)性。觀察圖形,若延長(zhǎng)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(guò)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(lái)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(jìn)行分析。如兩個(gè)圖形之間已經(jīng)有了兩個(gè)條件(兩條對(duì)應(yīng)邊已經(jīng)相等),此時(shí)只需要找到另一個(gè)條件(兩邊的夾角),若圖形中沒(méi)有這一交角,則可進(jìn)行構(gòu)造。在數(shù)學(xué)教學(xué)中,應(yīng)多引導(dǎo)學(xué)生展開(kāi)針對(duì)性練習(xí),熟悉不同類(lèi)型圖形的構(gòu)造方法,這樣才能讓學(xué)生快速求證。