解每道題目都會有不同的思想方法,如果我們在解題時有意識地注重這些思想方法,在下次解題時才會有正確的思維方式來思考問題。如果我們對每道題目都不求甚解,只是僅僅明白“這一道”題目,而不是理解它所包含的思想方法,那麼可能換個數據,換個情境,對於你來說都是“新題”,都不知道怎麼去做。轉化思想是四邊形計算或證明中的一個重要思想方法,靈活運用,可以提高解題效率與正確率。三角形、四邊形、多邊形互相轉化,這種方法你掌握了嗎?
三角形轉化為平行四邊形
例1、如圖,在△ABC中,AB=10,AC=6,那麼BC邊上的中線AD的取值範圍是_____.
分析:這道題目是典型的倍長中線法,可以延長AD到E,使得DE=AD,然後連接BE,構造全等三角形。本題也可以將三角形轉化為平行四邊形,構造出平行四邊形。延長AD到E,使ED=AD,連接BE、CE,則四邊形ABEC是平行四邊形。根據平行四邊形的對邊相等,可以得到BE=AC=6,再根據三角形三邊之間的關係,可以得到AE的取值範圍為:10-6<AE<10+6,即4<AE<16,那麼中線AD的取值範圍為:2<AE<8.
因此,如果倍長中線法一時想不到也可以將三角形轉化為平行四邊形解決,也可以過點B作AC的平行線,過點C作AB的平行線,通過兩組對邊分別平行構造出平行四邊形。
梯形轉化為平行四邊形和三角形
例2、如圖,已知等腰梯形ABCD中,AD∥BC,AB=CD,AC⊥BD,且AD=4,BC=10,求梯形ABCD的面積。
分析:可先通過平移對角線將梯形轉化為平行四邊形,接著可以將梯形的面積轉化為三角形的面積。將對角線AC平移到DE的位置,過D作DF⊥BC,垂足為F,則△BDE為等腰直角三角形,DF是斜邊上的高,又是斜邊上的中線。
解:過D作DE∥AC交BC的延長線與E,過D作DF⊥BC於F.
∵AD∥CB,DE∥AC,
∴四邊形ADEC是平行四邊形,
∴DE=AC,AD=CE=4
∵等腰梯形ABCD中,AB=CD,
∴DE=AC=BD,
∵AC⊥BD,CE∥AD,
∴DE⊥BD,
∴△BDE是等腰直角三角形,
又∵AD=4,BC=10,
∴DF=1/2BE=1/2(AD+BC)
=1/2(4+10)=7cm,
將多邊形轉化為三角形
例3、如圖,在六邊形ABCDEF中,∠A=∠B=∠C=∠D=∠E=∠F=120°,AB=1,BC=CD=3,DE=2,求六邊形ABCDEF的周長。
法一:凸六邊形ABCDEF,並不是一規則的六邊形,但六個角都是120°,所以通過適當的向外作延長線,可得到等邊三角形。
解:如圖,分別作邊AB、CD、EF的延長線和反向延長線使它們交於點G、H、P.
∵六邊形ABCDEF的六個角都是120°,
∴六邊形ABCDEF的每一個外角的度數都是60°.∴△AHF、△BGC、△DPE、△GHP都是等邊三角形.∴GC=BC=3,DP=DE=2.∴GH=GP=GC+CD+DP=3+3+2=8,
FA=HA=GH-AB-BG=8-1-3=4,
EF=PH-HF-EP=8-4-2=2.
∴六邊形的周長為1+3+3+2+4+2=15.
法二:由於已知四條邊的長度,所以問題實質上是求AF和EF,由於六邊形每個內角相等,即每個角都是120度,分別過點B、D、F作三組對邊的平行線,可得出三個平行四邊形,同時三條線在六邊形中間交出一個等邊三角形,從而利用平行四邊形和等邊三角形的性質即可求出AF和EF.
解:如圖,作BK∥AF,DG∥EF,FH∥DE,BK交DG於G,FH交BK於K,FH交DG於H,
∵六邊形ABCDEF的六個內角都相等,∴∠ABC=∠BCD=∠CDE=∠DEF=∠EFA=∠FAB=120°,
∵AF∥BK,
∴∠ABK=180°-∠BAF=60°,
∴∠CBK=60°,
∴BK∥CD,同理DG∥BC,FH∥AB,
∴ABKF、BCDG、HDEF均為平行四邊形,∴BG=DG=CD=BC=3,FH=DE=2,FK=AB=1,∵∠CBK=60°,BCDG是平行四邊形,
∴∠KGH=60°,同理∠GHK=60°,
∴△GHK是等邊三角形,
∴GK=GH=HK=FH-FK=DE-AB=1,∴AF=BK=BG+GK=CD+GK=3+1=4,
EF=HD=DG-GH=3-1=2,
∴六邊形ABCDEF的周長為AB+BC+CD+DE+EF+FA=1+3+3+2+2+4=15.
當然,四邊形中不僅只有轉化思想,還有很多其它思想,我們會在下一篇文章中繼續介紹。