李朝陽
摘 要:針對九下幾何最難的一章《相似三角形》的教學(xué)進行研究,特別是對它進行自定義的形象化、模型化歸納,在教學(xué)中對復(fù)雜多變的相似三角形的尋找和成比例線段的推導(dǎo)有指引作用
關(guān)鍵詞: 母子型;四點共圓型;一線三等角型
相似三角形是九年下學(xué)期的教學(xué)內(nèi)容,在初中幾何中是最難的一章,相似三角形的有關(guān)證明一直是近幾年中考中的重點和難點,在中考常是壓軸題,所占的分?jǐn)?shù)也較多,而且證明的方法靈活多變,為了能讓教師教得更有效率,學(xué)生學(xué)得更快,更容易理解,特地對本章的教學(xué)內(nèi)容作下面的歸納總結(jié)、模型化研究,以便相互學(xué)習(xí)提高.
相似三角形的幾種判定定理:母定理生了3個子定理(課本定理的形象化描述,僅用于學(xué)生的方便記憶).
母定理(平行定理)(1)…(SSS)(2)…(SAS)(3)…(AA)
(母定理)一直線截三角形兩邊且平行于第三邊,所得的新三角形與原三角形相似.⑴(SSS)若兩個三角形三邊對應(yīng)成比例,則兩三角形相似;⑵ (SAS) 若兩個三角形兩邊對應(yīng)成比例且夾角相等,則兩個三角形相似;⑶(AA) 若兩個三角形兩個角對應(yīng)相等,則兩個三角形相似 .
在母定理推導(dǎo)子定理的過程中用到了全等構(gòu)造,而全等的構(gòu)造證明又剛好是用(SSS)、(SAS)、(ASA),為方便相似判定方法的記憶,我們可以采用(SSS)、(SAS)、(AA)來形象記憶相似三角形的三種判定方法.相似三角形的大小不一,沒有全等三角形那么好觀察,而且證法多樣,成比例的線段繁多,給學(xué)生解題帶來很多不便,為了便于觀察圖形特征,總結(jié)證明規(guī)律,特把相似中可能遇到的一些圖形進行模型化歸納研究,以便學(xué)生能更快、更好地掌握相似的判定和應(yīng)用.
4 四點共圓型(圖10-圖12)(四點共圓也稱反A型、反X型,其中比較特殊的是雙垂型(圖12),BC剛好是外接圓的直徑)
四點共圓型本身一般沒有畫出圓,但我們在思考的時候可以借圓來觀察,特別是在圓中來觀察相等的角比較方便、直觀,從而得到相似的三角形,成比例線段等.
以(圖10)為例,在圓中容易得到切割線定理的推論:AD·AB=AE·AC;以(圖11)、(圖12)為例,在圓中容易得到相交弦定理:AE·BE=CE·DE;其中(圖12)兩個定理都存在,里面有4對相似三角形:⑴△FBC∽△FAD、⑵△FCD∽△FBA、⑶△ADE∽△CBE、⑷△ACE∽△DBE.當(dāng)我們把(圖10)、(圖11)兩個圖的線段連接形如(圖12)(不一定垂直)時,則里面都存在有四對相似三角形,里面成比例的線段很多,可研究的內(nèi)容太多了,但以圓為參照來觀察、思考就會方便得多,所以把這個模型稱之為四點共圓型.
5 一線三等角型(圖13-圖15)(圖15的一線三直角型是其特例)
一線三等角型相似三角形是以等腰三角形(等邊三角形)、等腰梯形、矩形等為背景(如圖13-圖15)為代表的三種情況).通過兩角對應(yīng)相等,我們可以證得左右兩個陰影的三角形相似(以圖13為例).△BED∽△CDF,即BE·CF=BD·CD.這個積的等式可以看作下圖(圖13)中陰影的左右兩個三角形一線(一線上三等角的那一線)上兩邊的積與兩側(cè)兩邊的積相等(橫的兩條邊的積=豎的兩邊積).若一線(一線上三等角的那一線)如圖(圖14)、(圖15)水平放置,則這一結(jié)論一樣適用,這樣學(xué)生要記住結(jié)論就很容易了.
在平時的解題中,經(jīng)常會遇到變化的圖形(不會像上面3個圖(圖13-圖15)那么典型),我們要學(xué)會觀察發(fā)現(xiàn)相似的三角形是哪兩對,從而找到成比例的線段.在觀察變化的圖形中,可以緊緊抓住相等的角,從相等的角尋找對應(yīng)三角形、對應(yīng)線段,則萬變不離其宗(如下圖16-圖19).以三角形為例的幾種變化,觀察標(biāo)記相同的角即為相等的角,就可以很容易找到相似三角形).如下(例5、(2013莆田中考25題).
例5 (圖20)(2013莆田中考第25題)在Rt△ABC中,∠C= 90°,D為AB邊上一點,點M、N分別在BC、AC邊上,且DM⊥DN,作MF⊥AB于點F,NE⊥AB于點E.
(l)特殊驗證:若AC= BC,且D為AB中點,求證:DM= DN,AE= DF;
從上面的許多例子,特別是近三年來莆田中考的例子可以發(fā)現(xiàn):中考相似三角形的有關(guān)證明題,眾多考生在解答時都覺得很難,但在上面的用模型的角度來理解分析,都能比較容易而且能較快的證明它.所以對上面所列舉相似模型的理解掌握,對相似的有關(guān)證明有重要意義:能促進學(xué)生更快的觀察題目的模型,能促進學(xué)生更快的找到相似三角形,能促進學(xué)生更快的找到成比例線段,能促進學(xué)生更快的找到解題方向.
在相似有關(guān)證明題中,遇到的模型并不一定是上面所列舉的那幾種,題目總是變化多端,圖形也總是千變?nèi)f化.我們只有以相似判定定理為基本,以相似模型為基礎(chǔ),多練習(xí),多觀察,多歸納總結(jié),對中考中的相似的壓軸題解決一定會有幫助,學(xué)生在解題過程中也有思考的方向,解題也更有思路方法.