前段時(shí)間我們遇到了一道超有挑戰(zhàn)性的題目,解答過(guò)程可謂一波三折
問(wèn)題在三角形 ABC 中, ∠C=60° ,將線段 AB 沿直線 BC 平移得到線段 DE (點(diǎn) D 與點(diǎn) B 對(duì)應(yīng),且不與點(diǎn) B,C 重合),連接 AE , ∠AED 和 ∠ACD 的平分線所在直線相交于點(diǎn) P (點(diǎn) P 不與點(diǎn) C,E 重合)。
(1)如圖1 ,∠B=40° ① 依題意補(bǔ)全圖1;
② 求∠EPC的度數(shù)。
(2)若 ∠B=α ,直接寫(xiě)出∠EPC的度數(shù)(用含 α 的式子表示)
為了解答方便,我們先介紹一個(gè)常見(jiàn)的幾何模型。已知線段 AB// 線段 CD ,點(diǎn) E 在AB 和 CD 之間,如圖2,則 ∠AEC=∠BAE+∠ECD 。
證明方法一般是:如圖3,過(guò)點(diǎn) E 作 EF//AB ,則 EF//CD ,根據(jù)平行線的性質(zhì)有∠AEC=∠AEF+∠FEC=∠BAE+∠ECD 。
另外,根據(jù)點(diǎn) E 的位置不同,還有其他多種情況,如圖4、圖5、圖6等。我們把這些情況統(tǒng)稱(chēng)為“∑模型”。用同樣的方法可以分別求出∠AEC:如圖4, ∠AEC=360°-∠BAE- ∠ECD ;如圖5, ∠AEC=∠BAE-∠ECD ;如圖6, ∠AEC=∠ECD-∠BAE.
【思路分析】題目給了三個(gè)條件: ∠C=60° ,線段 AB 沿直線 BC 平移得到線段 DE ,連接 AE 后, ∠AED 和 ∠ACD 的平分線所在直線相交于點(diǎn) P 。
第(2)問(wèn)要求直接寫(xiě)出∠EPC的度數(shù),那就需要考慮線段 DE 平移的位置,從而通過(guò)兩角的平分線所在的直線確定點(diǎn) P 的位置和 ∠EPC 的度數(shù)。我們聯(lián)想了第(1)問(wèn),想到可以根據(jù)點(diǎn) D 在直線 BC 上的位置,確定∠AED和∠ACD的情況,接著就可以確定∠EPC 的度數(shù),分為以下三種情況:
情況1:當(dāng)點(diǎn) D 在線段 BC 上時(shí),如圖7,利用“ 模型”,可求得 ∠EPC=∠AEP+ ∠PCD。
: EP 平分∠AED, CP 平分
:∠AED+∠EAB=180°,∠B+∠EAB=180°, ∠ACD=60° α
:.∠AED=∠B=α。:.∠EPC= α+60° +30°2 2
情況2:當(dāng)點(diǎn) D 在線段 CB 的延長(zhǎng)線上時(shí),如圖8,利用‘ 模型”的思路,可求得∠EPC=180°-∠AEP+∠BCP, 。∵: AB//DE,:∠D=∠B=α ?!撸?AE//DC,:∠AED=180°-∠D=180°-α。: EP 平分∠AED, CP 平分 ∠ACD , D B C
【探究結(jié)果】我們將思考結(jié)果告知老師,老師卻說(shuō)還有情況沒(méi)有研究出來(lái)。什么?還有情況?我們考慮得挺全面呀,點(diǎn) D 在直線 BC 上的位置關(guān)系就這三類(lèi)啊, ∠AED 和∠ACD 兩個(gè)角的所有位置分類(lèi)都涵蓋了,為什么還有情況沒(méi)有考慮到呢?我們陷人沉思…當(dāng)我們?cè)俅伍喿x問(wèn)題后,發(fā)現(xiàn)了“ ∠AED 和 ∠ACD 的平分線所在直線相交于點(diǎn) P ”中的關(guān)鍵詞“直線”。于是,我們假設(shè) DE 一直向左運(yùn)動(dòng), ∠ACD 的平分線和∠AED的平分線的反向延長(zhǎng)線相交于點(diǎn) P 。找到啦! DE 一直向右運(yùn)動(dòng),也可能會(huì)有這樣的點(diǎn) P !因此,這道題應(yīng)該有五種分類(lèi)情況:
情況 ① :如圖7,即情況1。
情況 ② :如圖8,即情況2
情況 ③ :當(dāng)點(diǎn) D 在 CB 的延長(zhǎng)線上,且點(diǎn) P 為 ∠ACD 的平分線與 ∠AED 的平分線的反向延長(zhǎng)線交點(diǎn),如圖10,根據(jù)“ Σ 模型\"的思路,可求得 。
情況 ④ :如圖9,即情況3。
情況 ⑤ :當(dāng)點(diǎn) D 在 BC 延長(zhǎng)線上,且點(diǎn) P 為∠AED的平分線與 ∠ACD 的平分線的反向延長(zhǎng)線交點(diǎn),如圖11,根據(jù)\" Σ 模型\"的思路,可求得 。
教師點(diǎn)評(píng)
這道題的難點(diǎn)在于點(diǎn) D 位置的變化引起角平分線的變化(兩位小作者僅考慮到這兒),而當(dāng)點(diǎn) D 進(jìn)一步變化時(shí),兩條角平分線不變了,但它們的交點(diǎn)位置還會(huì)變化。兩位小作者不怕困難,繼續(xù)深入探討,非常難能可貴。他們從開(kāi)始的“想得美”到之后的“想不通”,再到最終的“我悟了”,相信這個(gè)不斷深入思考的過(guò)程會(huì)讓他們刻骨銘心。
(指導(dǎo)教師:史嘉)