10.03 「初中數學」完形構造法應用例析

「初中數學」完形構造法應用例析

一道題蘊千題理,一理悟透通千題。

例.已知ΔABC中,AB=AC=BD,∠BAC=90°,∠ABD=30°,求證:AD=CD.

「初中數學」完形構造法應用例析


簡單計算標註,看下圖你想到了什麼?

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ΔACD和ΔBCD中,有一邊一角相等(AC=BD,∠CBD=∠CAD)。

很自然地,全等三角形躍然而出。

凡全等都能通過某種變換運動使之重合,你能判斷出來嗎?

法(1):對應邊BD、AC的夾角為60度,知把其中一個三角形旋轉60度可構造一對全等三角形。如下圖,此謂“變形法”。

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如下圖,由全等得等腰三角形DCE,易求∠ACD=15°=∠CAD,得AD=CD。

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當然,你如果從靜態的角度看,全等條件已有一邊一角,再加一邊即截取BE=AD即可。此謂“補形法”。

法(2):由對稱原理,以ΔBCD為參照構造全等三角形也可以,在AD的延長線上截取AE=BC同樣可以實現目的。

此法也相當於把ΔBCD旋轉60度至ΔAEC。

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我們再看原圖,等腰內含等腰,等腰三角形是軸對稱圖形,但整個圖形並不對稱,我們怎樣把它構造成完整的對稱圖形呢?

法(3):看下圖,因BA=BD,則可以BA、BD為對應邊把ΔBCD翻折,形成等邊ΔBEC,問題自然解決。

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法(4):又由於AD=CD,則可以AD、CD為對應邊把ΔABD翻折(輔助線作法應為翻折ΔABC),形成正方形ABEC和等邊ΔBDE,同樣可以解決問題,如下圖。

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法(5):同理,由AB=AC想到以AB、AC為對應邊構造軸對稱圖形,即把ΔACD翻折至ΔABE,也得等邊ΔADE。

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法(6):當我們發現BD與AC夾角成60°且相等,會有什麼想法呢?兩邊相等夾角為60°,自然是等邊三角形啦!於是平移AC至ED處,構造等邊ΔBDE,同時得平行四邊形ACDE,亦可得證。

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法(7):由上圖自然想到,把BD平移至EC處,不是可達到同樣效果嗎?

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法(8):繼續生長,一生二,二生三……。把BD平移至AE處,同樣產生等邊三角形ACE並關於DE對稱,此處仍有平行四邊形ABDE。

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解法(1)(2)從全等條件出發,進行添補條件構造全等三角形,或把其中一個三角形進行旋轉變換構造全等三角形。

解法(3)(4)(5)從等腰三角形的軸對稱性出發,利用翻折變換構造軸對稱圖形。

解法(6)(7)(8)從兩條線段的特殊數量位置關係出發,利用平移變換構造特殊圖形。

用一句話進行抽象概括:藉助關聯條件利用運動變換構造特殊圖形。(如全等三角形、等邊三角形、軸對稱圖形)

上述方法一以貫之的,思路自然、明確、易把握、易生長。用這種方式進行解題,出發點是題目本身的條件特徵,方向是用變換的方法構造基本圖形,這樣就擺脫了記憶模仿式的淺層思維,解題就會變成一項能掌控、易成功、有樂趣的思維活動。




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