劉厚卓 張德英
梯形是一種特殊的四邊形,它是平行四邊形和三角形的“綜合”.可以通過(guò)適當(dāng)?shù)靥砑虞o助線,構(gòu)造三角形、平行四邊形,再運(yùn)用三角形、平行四邊形的相關(guān)知識(shí)去解決梯形問(wèn)題.下面就梯形中作輔助線的常用方法作一介紹,供參考.
[一、平移一腰]
過(guò)梯形的一個(gè)頂點(diǎn)作一腰的平行線,構(gòu)造一個(gè)三角形和一個(gè)平行四邊形,能使分散的條件集中起來(lái),為解決梯形問(wèn)題創(chuàng)造條件.
例1如圖1,等腰梯形ABCD兩底之差等于一腰的長(zhǎng),那么這個(gè)梯形較小的一個(gè)內(nèi)角是().
A. 90° B. 60° C. 45°D. 30°
解析:由條件“兩底之差等于一腰的長(zhǎng)”,可平移一腰.如圖2所示,平移DC到AE,AE交BC于E.可知BE=BC-AD=AB.又AB=DC=AE,故AB=BE=AE,△ABE是等邊三角形.所以∠B=60°.故選B.
[二、平移兩腰]
平移兩腰,使兩腰交于短底上一點(diǎn),把梯形轉(zhuǎn)化為兩個(gè)平行四邊形和一個(gè)三角形,進(jìn)而解決問(wèn)題.
例2如圖3,在梯形ABCD中,AD∥BC,AD 解析:要證∠B=∠C,可把它們移到同一個(gè)三角形中,利用等腰三角形的有關(guān)性質(zhì)加以證明. 過(guò)點(diǎn)E作EH∥AB,EG∥DC,分別交BC于H、G(如圖4). ∵AD∥BC,∴四邊形ABHE和四邊形EGCD都是平行四邊形(兩組對(duì)邊平行). ∴ AE=BH,ED=GC. 又E、F分別為AD、BC的中點(diǎn),所以AE=ED,BF=FC. ∴BH=GC,BF-BH=FC-GC,從而HF=FG. 又EF⊥BC,所以EH=EG,故∠EHF=∠EGF,得∠B=∠C. 評(píng)析:題目中若有連接兩底上點(diǎn)的線段,通常要平移兩腰. [三、平移對(duì)角線] 過(guò)梯形底邊的一個(gè)端點(diǎn)作某一條對(duì)角線的平行線,可以構(gòu)造出一個(gè)三角形和一個(gè)平行四邊形,引出解題思路. 例3在梯形ABCD中,AD∥BC,對(duì)角線AC⊥BD,且AC=5 cm,BD=12 cm,則梯形中位線的長(zhǎng)等于(). A. 7.5 cmB. 7 cmC. 6.5 cmD. 6 cm 解析:由對(duì)角線垂直,可平移一條對(duì)角線(比如AC),構(gòu)造出Rt△BDE和?ACED(如圖5).由勾股定理可知BE=13 cm,從而得到梯形中位線的長(zhǎng)即[(AD+BC)/2]等于BE的一半,即為6.5 cm.故選C. [四、延長(zhǎng)兩腰] 延長(zhǎng)兩腰相交于一點(diǎn),可構(gòu)造兩個(gè)三角形,再利用這兩個(gè)三角形的性質(zhì)解決問(wèn)題. 例4在梯形ABCD中,AD∥BC,∠ABC=∠BCD=60°,AD+BC=30,BD平分∠ABC.求梯形的周長(zhǎng). 解析:延長(zhǎng)兩腰相交于點(diǎn)E,如圖6,因∠ABC=∠BCD=60°,故∠E=60°.△BCE為等邊三角形.又BD平分∠ABC,所以BD垂直平分CE. 所以CD=BC.又AD∥BC,故△ADE為等邊三角形.AD=ED=CD.由AD+BC=30,知CD+2CD=30,CD=10. ∴梯形的周長(zhǎng)為30+AB+CD=30+2CD=50. [五、作梯形的高] 過(guò)梯形短底的兩個(gè)端點(diǎn)作梯形的高,把梯形分成兩個(gè)直角三角形和一個(gè)矩形,可使解題思路明朗化. 例5已知等腰梯形的一個(gè)內(nèi)角為60°,它的上底是3 cm,腰長(zhǎng)是4 cm,則下底是______. 解析:如圖7,梯形ABCD中,∠B=∠C=60°,AD=3 cm,AB=DC=4 cm.過(guò)點(diǎn)A、D分別作AE⊥BC,DF⊥BC,垂足分別為E、F.則有∠BAE=∠CDF=30°,BE=FC=1/2AB=2 cm, ∴BC=BE+EF+FC=BE+AD+FC=7(cm),即為所求. [六、連接兩腰中點(diǎn)] 若題目中有一個(gè)或兩個(gè)腰的中點(diǎn),可嘗試連接梯形兩腰的中點(diǎn),得到梯形的中位線,利用中位線的性質(zhì)解題. 例6在梯形ABCD中,AB∥CD,點(diǎn)M為BC的中點(diǎn),DM平分∠ADC.求證:AM平分∠DAB. 解析:如圖8,取DA的中點(diǎn)N,連接MN,則MN∥CD,MN∥AB.所以∠NMD=∠MDC=∠MDN.故NM=ND=AN,∠NAM=∠NMA=∠MAB.故AM平分∠DAB. 練習(xí)1. 等腰梯形兩底差的一半等于它的高,那么這個(gè)梯形的一個(gè)內(nèi)角是(). A. 75° B. 60°C. 45° D. 30° 2. 如圖9,已知梯形ABCD中,AB∥CD,∠A+∠B=90°,M、N分別是AB、CD的中點(diǎn).求證:MN=(AB-CD). 3. 在梯形ABCD中,AD∥BC,AD=2,BC=8,AC=6,BD=8,求此梯形的高. 4. 如圖10,在梯形ABCD中,∠DCB=90°,AB∥DC,AB=25,BC=24.將該梯形折疊,點(diǎn)A恰好與點(diǎn)D重合,BE為折痕.那么,AD的長(zhǎng)為_(kāi)________. 5. 例6變式練習(xí):條件不變,結(jié)論改變.求證:(1)AM⊥DM;(2)AB+CD=AD. 提示:1.利用第五種作法.2.利用第二種作法,并利用直角三角形斜邊上的中線等于斜邊的一半.3.利用第三種作法,由勾股定理逆定理得出直角三角形,并利用面積公式S=1/2ab=1/2hc(a、b為直角邊長(zhǎng),c為斜邊長(zhǎng),h是斜邊上的高).4.先在Rt△BCD中求出DC,再自D作DF⊥AB于F.在Rt△ADF中求AD.
中學(xué)生數(shù)理化·八年級(jí)數(shù)學(xué)人教版2008年4期