摘 要: 數(shù)形結(jié)合思想是中學(xué)數(shù)學(xué)中一種重要的思想方法,而在圖形中添加輔助線,是我們經(jīng)常運(yùn)用的方法。由此可見,作輔助線成了我們解題的重要步驟。作正確的輔助線能使解題更為簡(jiǎn)易,它的應(yīng)用也十分廣泛,不少問題可通過此方法化難為易,化繁為簡(jiǎn),從而迎刃而解,特別在證明題中表現(xiàn)得尤其明顯。
關(guān)鍵詞: 輔助線 證明題 添加方法
正確迅速地作出輔助線不但能幫助我們提高解題效率,而且能使我們從解題中獲得許多樂趣.因此,作輔助線對(duì)于數(shù)學(xué)解題有著非常重要的作用.本文主要研究添加輔助線的一些常用方法,以及利用添加輔助線來解決一些數(shù)學(xué)問題,最后給出作輔助線的一些解題建議.靈活巧妙地添加輔助線,可以使一些較為困難的問題迎刃而解,起到事半功倍的作用.同時(shí),添加輔助線這種解題方法可以說是貫穿了數(shù)學(xué)各個(gè)領(lǐng)域,可以用它來解決一些荊棘問題.添加不同的輔助線能夠打破常規(guī),有利于培養(yǎng)學(xué)生的思維創(chuàng)新,充分發(fā)揮學(xué)生的動(dòng)腦能力.
1.兩點(diǎn)連線
【例1】如圖1,D、E是△ABC中AC邊上的兩個(gè)三等分點(diǎn),F(xiàn)是AB的中點(diǎn),BD與EF交于O點(diǎn),求.
【解】分別連接FD、BE,因?yàn)镕為AB中點(diǎn),D、E是AC邊上的兩個(gè)三等分點(diǎn),所以在△ABE,F(xiàn)、D分別是AB、AE的中點(diǎn),即FD為△ABE的中位線.所以=,由圖容易得到:△FOD與△EOB相似,所以=.
該題倘若不作輔助線的話,解題會(huì)很麻煩.而添加了FD、BE這兩條輔助線使解題變得如此簡(jiǎn)單,可見輔助線的添加能夠幫助我們快速解題.
【例2】已知:D、E、F分別是三邊BC、CA、AB的中點(diǎn),如圖2所示,求證:AD、BE、CF交于一點(diǎn),且都被該點(diǎn)分成2∶1.
【證明】如圖2,連接DE,設(shè)AD、BE交于點(diǎn)G,因?yàn)镈、E分別為BC、AC的中點(diǎn),所以DE平行于AB,且DE=AB,所以△GDE與△GAB相似,且相似比為1∶2,所以AG=2GD,BG=2GE,設(shè)AD、CF交于點(diǎn)G′,同理可得:AG′=2G′D,CG′=2G′F,則G與G′重合,所以AD、BE、CF交于一點(diǎn),且都被該點(diǎn)分成2∶1.
2.作高
【例3】如圖3,⊙O的直徑AB和弦CD相交于點(diǎn)E,AE=10cm,EB=5cm,∠DEB=60°,求CD的長(zhǎng).
【解】如圖3,作OH垂直于CD交CD于H,連接OD、OE,因?yàn)锳E=1cm,EB=5cm,AO=AE+EO=BO,所以EO=2cm,BO=3cm,OD=3cm.因?yàn)镺H垂直于CD,∠DEB=60°,所以EH=1cm,OH=cm.因?yàn)樵谥苯恰鱋HD中,OH=cm,OD=3cm,所以DH=cm.因?yàn)镈O=OC,OH垂直于CD,所以DH=HC=cm,所以CD=2DH=2cm.
以作高的形式添加輔助線的方法,在中學(xué)數(shù)學(xué)題中涉及的比較多.除了上面的一種類型的題目外,絕大多數(shù)是在三角形中作高的形式,如:
【例4】在△ABC中,AB=AC,點(diǎn)P為BC上一點(diǎn),PD垂直于AB,PE垂直于AC,D、E為垂足,CF垂直AB于F,求證:PD+PE=CF.如圖4,這道題就是通過作PF這條高來解答題目的,只有作了這條高,這道題才會(huì)迎刃而解.
3.在邊上取特殊點(diǎn)
【例5】如圖5,在△ABC中,AD平分∠BAC,AB+BD=AC,求∠B∶∠C的值.
【解】如圖5,在AC上取一點(diǎn)E,使得AE=AB,因?yàn)锳D平分∠BAC,所以∠BAD=∠CAD,又因?yàn)锳D=AD,AE=AB,所以△ABD全等于△AED,所以BD=ED,∠B=∠AED,因?yàn)锳B+BD=AC,所以AE+ED=AC,因?yàn)锳E+EC=AC,所以ED=EC,所以∠C=∠CDE,又因?yàn)椤螦ED是△CDE的外角,所以∠AED=2∠C,即∠B=2∠C,所以∠B∶∠C=2∶1.
與此題類似的有這樣一道題.
【例6】如圖6,已知BD是等腰三角形ABC底角角平分線,且AB=BC+CD,求證:∠C=90°.此題同上題類似,在AB上取點(diǎn)E,使得BC=BE,具體解題思路可參考上題.
4.延長(zhǎng)線段
【例7】如圖7,△ABC中,∠ABC=40°,∠ACB=62°,H為△ABC的垂心,求∠BHC的度數(shù).
【解】延長(zhǎng)BH、CH分別交AC、AB于D、E,因?yàn)镠為△ABC的垂心,所以,∠ADB=∠AEC=90°.
在四邊形中,∠A=180°-∠ABC-∠ACB=78°,所以∠BHC=∠DHE=360°-∠ADB-∠AEC-∠A=102°.
通過作輔助線來解題,不外乎以上常見的四種解題技巧,當(dāng)遇到較為棘手的數(shù)學(xué)問題時(shí),我們可以考慮用添加輔助線的方法來解題.添加輔助線的方法較多,要學(xué)會(huì)靈活運(yùn)用,不可盲目,否則會(huì)適得其反,使問題更為繁瑣.所以,在添加輔助線的時(shí)候要考慮恰當(dāng),這樣才能化難為易,事半功倍.然而在利用添加輔助線的方法解題時(shí),經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)這些問題:該怎么添加輔助線?這樣添加對(duì)不對(duì)?這么多添加輔助線的方法,我該運(yùn)用哪種?
針對(duì)以上問題,在實(shí)踐教學(xué)中,我們建議:(1)由實(shí)例引入,進(jìn)行歸納總結(jié);(2)上課不能只關(guān)注講題目的結(jié)果,要注意講解考慮問題的思維過程,培養(yǎng)學(xué)生思考問題的方式;(3)樹立學(xué)習(xí)信念,要注重培養(yǎng)學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)的興趣,不能厭惡學(xué)習(xí),一種添加輔助線的方法錯(cuò)了,不應(yīng)該放棄,想想其他的添加輔助線方式,遇到困難不能知難而退,要勇往直前,努力解決問題.通過以上幾個(gè)方面的訓(xùn)練,可以幫助學(xué)生順利解決遇到的問題,靈活運(yùn)用數(shù)形結(jié)合思想.
總之,基本作圖很關(guān)鍵,復(fù)雜圖形多分解,平時(shí)掌握要熟練.解題時(shí)還要多長(zhǎng)幾個(gè)心眼,經(jīng)??偨Y(jié)方法,切勿盲目亂添線,方法也要靈活多變.
參考文獻(xiàn):
?。?]毛文鳳.[初中版],暑假大串聯(lián)[M].北方婦女兒童出版社,2010年第1版.
[2]毛文鳳.[初升高],暑假大串聯(lián)[M].北方婦女兒童出版社,2011年第5版.