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        平面幾何一題多解問題的探究

        2021-09-27 00:17:50朱井龍
        數(shù)理化解題研究 2021年26期
        關(guān)鍵詞:位線輔助線等腰三角

        朱井龍

        (上海市民辦尚德實(shí)驗(yàn)學(xué)校 201315)

        一、一題多解的價(jià)值

        如果教師在平面幾何教學(xué)中,注意挖掘和使用一題多解問題,除了可以強(qiáng)化學(xué)生的基礎(chǔ)知識體系外,更重要的是能夠發(fā)散學(xué)生的思維,提升學(xué)生的數(shù)學(xué)素養(yǎng).而且在學(xué)生合作探究一題多解問題時(shí),還可以發(fā)展他們的合作意識,提升他們的團(tuán)隊(duì)合作能力.下面這道平面幾何問題是典型的一題多解問題,是平面幾何教學(xué)中難得的好例題.

        二、例題展示

        例如圖1,已知:BM=MC,∠BAM=∠MDC,求證:AB=CD.

        分析這道題目中的已知條件并不復(fù)雜,圖形結(jié)構(gòu)也比較簡單.但是,此題具有多種解法,每一種解法都針對了不同的知識體系.下面將從不同的角度,以不同方法去探究此題的解法.

        三、解法分析

        方法1利用中位線,構(gòu)造兩個(gè)等腰三角形,證明兩線段相等.

        輔助線:如圖2,延長BA交CD于G,取BG中點(diǎn)F,聯(lián)結(jié)MF.

        易得MF=AF=AG=DG,所以AB=3AF,CG=2MF=2DG,CD=3DG=3AF,所以AB=CD.

        方法2利用中位線,構(gòu)造兩個(gè)等腰三角形,由部分相等證明整體相等

        輔助線:如圖3,延長BA至E使AE=AB,聯(lián)結(jié)CE,AE與CD交于F,易證AM∥CE,得AF=DF,CF=EF,所以AE=CD,從而證得AB=CD.

        方法3利用中位線,構(gòu)造等腰梯形,通過兩腰相等證明兩線段相等

        輔助線:如圖4,延長CD至E使DE=CD,聯(lián)結(jié)BE,因?yàn)镈、M分別是線段CE、CB的中點(diǎn),所以DM∥BE,得梯形ADEB,又易證∠E=∠EBA,得等腰梯形ADEB,所以AB=DE=CD.

        方法4利用三角形中位線證明兩線段相等

        方法5由梅氏定理的證明的思想,構(gòu)造平行線,利用比例線段證明線段相等

        方法6構(gòu)造平行線,利用角平分線性質(zhì)證明線段相等

        方法7構(gòu)造平行線,利用角平分線性質(zhì)證明線段相等

        方法8利用三角形等高不等底,面積之比等于底邊邊長之比

        方法9構(gòu)造全等及等腰三角形

        輔助線:如圖10,作CF∥AB,交AM延長線于點(diǎn)F,易得三角形ABM與三角形FMC全等,所以AB=CF, ∠BAM=∠F,因?yàn)椤螧AM=∠D,所以∠F=∠D,所以CF=CD,所以AB=CD.

        方法10構(gòu)造全等及等腰三角形

        輔助線:如圖11,延長DM至點(diǎn)F,使MF=DM,聯(lián)結(jié)BF,易得三角形BFM全等于三角形DMC,可得CD=BF,∠F=∠D,因?yàn)椤螧AM=∠D,所以∠F=∠BAM,所以AB=BF,所以AB=CD.

        方法11構(gòu)造等腰三角形

        輔助線:如圖12,在邊DM上取點(diǎn)F,使CF=CM,則CF=BM,∠MFC=∠FMC,所以∠DFC=∠FMB,因?yàn)椤螪=∠MAB,所以三角形DFC與三角形ABM全等(AAS),所以AB=CD.

        方法12利用中點(diǎn)構(gòu)造全等三角形

        輔助線:如圖13,作CE垂直DM于點(diǎn)E,BF垂直DM于F,垂足分別是E,F(xiàn),易得△FMB與△MCE全等,所以BF=CE,因?yàn)椤螰=∠DEC=90°,∠D=∠BAM,所以△ABF與△DCE全等,所以AB=CD.

        方法13利用正弦定理證明兩線段相等

        四、總結(jié)

        教師可以在平時(shí)的教學(xué)中注意積累,打造一題多解的教學(xué)資源庫.在教學(xué)實(shí)踐中,不斷地應(yīng)用一題多解問題,將一個(gè)題目的內(nèi)在價(jià)值充分地發(fā)揮出來,而不是讓學(xué)生一味地重復(fù)練習(xí).將平面幾何內(nèi)容的趣味性、學(xué)科價(jià)值等充分地發(fā)揮起來,為促進(jìn)學(xué)生的數(shù)學(xué)素養(yǎng)發(fā)展作貢獻(xiàn).

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