1和(差)商的值為1
例1如圖 中,
O A=O B=4,P 是OB的中點,連接 A P ,在 A B 上有一點 F ,滿足 ∠ A P B=∠ F P O ,連接 O F .試求
的值.
分析一:由題目中 ∠ A P B= ∠ F P O 這個條件,結(jié)合角的和差關(guān)系,可得 ∠ A P O= ∠ F P B ,可將它們看成一對全等三角形的對應(yīng)角.又易知 ,等腰直角三角形是特殊的等腰三角形,作高后出現(xiàn)
角及相等線段,如何用到
角及相等線段是關(guān)鍵.過點 o 作 O M⊥ A B 于點 M ,交
于點 Q ,既出現(xiàn)了
角,又出現(xiàn)了相等線段.由“ASA”的條件得 Δ Q O P≌Δ F B P .線段 P A 被分成 A Q 和P Q 的和,而 P Q=P F ,結(jié)合所求的式子,則要找 A Q 與 F O 的關(guān)系.
解法一:利用圖形的特殊性作高.
如圖2,過點 o 作 O M⊥ A B 于點 M ,交 A P 于點 Q .
因為 O A=O B=4 ∠ A O B= ,所以
又 O M⊥ A B ,則 ∠ O A B=∠ B .
由等角對等邊,得 A M=B M=O M
由 ∠ A P B=∠ F P O ,即 ∠ F P B+∠ A P F= ∠ A P F+∠ A P O ,得 ∠ A P O=∠ F P B .
在 Δ Q O P 和 Δ F B P 中, ∠ Q O P=∠ B , O P= P B ,∠ Q P O=∠ F P B ,所以 (ASA).
所以 P Q=P F O Q=B F 在 Δ A O Q 和 中,
A O=O B,∠ A O Q=∠ B,O Q=B F, 所以 ,則 A Q=F O
所以
點評:解法一運用等腰直角三角形的高把三角形分成兩個特殊的三角形,并運用其特殊角及線段進行圖形與已知的有效轉(zhuǎn)換,兩次證明三角形全等,將問題逐步解決.
分析二:(補短)條件 ∠ A P O= ∠ F P B 并未出現(xiàn)在全等三角形中,而 P 是 O B 的中點,又 ∠ A O B= ,若以 B 為頂點的角為
,則出現(xiàn)兩三角形全等.如圖3,過點B 作 B E⊥ O B ,交 P F 延長線于點E .由“ASA”得 Δ A P O≌Δ E P B 待求式的分子就轉(zhuǎn)化為 E F ,則只需找 E F 與 O F 的關(guān)系.(過程略)
分析三:(截長)待求式的分子 P A-P F 是兩條線段的差,又∠ A P O=∠ F P B ,可在長線段上截取短線段使之等于 P F .如圖4,在 P A 上截取 P G=P F ,連接 這樣容易發(fā)現(xiàn)一對全等三角形,即 Δ G P O≌Δ F P B ,再去挖掘剩下的一段 A G 所在的 Δ A O G 與 O F 所在的
是否全等.(過程略)
例2如圖 5,E,F(xiàn) 分別是正 方形 O A C B 的邊 A C,O A 延長線 上兩點,且 ∠ E B C=∠ F B A ,試求 的值.
分析:由正方形OACB的條 圖5件,可將 Δ B C E 繞點 B 順時針旋轉(zhuǎn) 得到 Δ B O G ,再發(fā)現(xiàn)BFG與 Δ B F E 關(guān)于
對稱.
解:如圖6,在 O A 上截取 O G=C E ,連接 B G
在 Δ B C E 和 Δ B O G 中, O B=B C ∠ O=∠ B C E= ,所以有 Δ B C E≌Δ B O G(SAS) 。
所以 ∠1=∠3,B G=B E. 而 ∠ E B C=∠ F B A ,則 ∠1= ∠2=∠3 .
又 B A 是正方形OACB的對 角線,則 ∠3+∠4=∠2+∠5= ,那么 ∠4=∠5
所以 ∠4+∠2=∠5+∠1 ,即 ∠ G B F=∠ E B F
在 Δ B G F 和△BEF中,B G=B E,∠ G B F=∠ E B F,B F=B F, 所以 ,則 E F=F G 所以 C E+E F=O G+F G=O F 因此
點評:所求三條線段不在同一條線段上,通過旋轉(zhuǎn)BCE將長線段 O F 分割成 O G 和 G F ,再通過軸對稱證明 E F=F G ,則問題得以解決,
2和商的值為2
例3如圖7,在 RtΔ A B C 中, , A E 平分 ∠ B A C 交B C 于點 E,D 為 A C 上的點, B E= DE.(1)求證:
.(2)求
的值.
分析一:由于題目條件中有角平分線,因此可將Δ A B E 沿 A E 向左翻折,使點 B 落在 A C 的延長線上,則 又
,結(jié)合待求結(jié)論知只需證 ∠ E D C=∠ B=∠ G ,即要證D E=G E ,結(jié)合全等與已知 B E=D E ,則第一問解決.容易發(fā)現(xiàn) Δ D C E≌Δ G C E ,則 D C=G C ,那么待求式的分子 A D+A B 轉(zhuǎn)化為 2A C ,問題獲解.
解法一:補短法.
(1)如圖8,延長 A C 到點 G ,使A G=A B 在 Δ A G E 和△ABE中,A G=A B , ∠ B A E=∠ G A E .A E=A E ,所以 Δ A G E≌Δ A B E (SAS),則∠ G=∠ B,E G=E B .
又 E B=E D ,所以 E G=E D 在 RtΔ D C E 和 RtΔ G C E 中,
E G=E D,C E=C E,
所以 ,則 ∠ G=∠ E D G
又 ∠ G=∠ B ,所以 ∠ B=∠ E D G
故
(2)由(1)知 C D=C G,D G=2D C
故 A D+A B=A D+(A D+D G)=2A D+
2D C=2A C ,即
點評:解法一運用補短法,在短線段 A C 的延長線上截取 A G=A B ,通過兩次三角形全等,將角與線段轉(zhuǎn)移,證得 RtΔ D C E≌RtΔ G C E ,進一步得線段D G=2D C ,再通過線段的和差實現(xiàn)解題.
分析二:由條件 A E 平分 ∠ B A C ,將 Δ A C E 沿A E 向右翻折,使點 c 落在 A B 的點 F 處,則 C E= F E .再利用已知 B E=D E ,證得 Δ D C E≌Δ B F E ,再利用鄰補角實現(xiàn)第一問的證明.由待求式的分子A D+A B ,只需在AB的延長線上取點 G ,使 B G= A D ,這樣 A D+A B=A G ,再證明點 F 為 A G 的中點即可.
解法二:作垂線、補形.
(1)如圖9,過點 E 作 E F⊥
A B ,垂足為 F 由 A E 平分 ∠ B A C ,得 C E=
E F ,易知 A C=A F .在 RtΔ D C E 和 RtΔ B F E 中,E B=E D,C E=E F
所以
所以 ∠ C D E=∠ A B C
又 ,所以 ∠ A B C+
(2)延長 A B 到點 G ,使得 B G=A D 又 ∠ A B C+ ,由(1)知
,所以∠ E D A=∠ E B G
在 Δ A D E 和 Δ G B E 中, B G=A D , ∠ E D A= ∠ E B G,E B=E D ,所以 Δ A D E≌Δ G B E (SAS),則A E=E G 又 E F⊥ A B ,所以 A F=F G (等腰三角形三線合 -) ,故 A D+A B=B G+A B=2A F=2A C ,即
點評:解法二運用作垂法,先證明 RtΔ B F E ,再用補短法在
的延長線上截取 B G= A D ,進一步證明 Δ A D E≌Δ G B E ,并利用等腰三角形三線合一證明 F 為 A G 的中點.
3結(jié)語
平面幾何是初中數(shù)學(xué)教學(xué)的難點,在解題教學(xué)時,教師要引導(dǎo)學(xué)生思考問題的本質(zhì),深人探究幾何問題的條件與結(jié)論及圖形之間的內(nèi)在聯(lián)系,追尋“為什么這樣做”,如何從不同角度進行轉(zhuǎn)化,思考問題的不同解法,進而把握同類數(shù)學(xué)問題的本質(zhì),積累同類問題的處理方法,提升學(xué)生的數(shù)學(xué)核心素養(yǎng).