摘要:一道求三角形邊長的幾何計算題,經(jīng)過三角形一邊的中點或三角形的頂點作平行線構(gòu)造相似三角形求解,能達(dá)到化未知為已知,化難為易的目的.本文給出該題的八種解法.
關(guān)鍵詞:中點;頂點;平行線;相似三角形
近日,教學(xué)中遇到一道已知三角形的中線、角平分線長,求三角形邊長的幾何計算題.因直接求解非常困難,故想到了添加輔助線.經(jīng)過仔細(xì)觀察圖形,排除圖形干擾[l],發(fā)現(xiàn)此題可以通過巧作平行線,構(gòu)造相似三角形,進(jìn)而運(yùn)用相似三角形的性質(zhì)等相關(guān)知識求解.現(xiàn)摘錄其中的八種解法,供讀者參考.
題目如圖1,已知AD、BE分別是AABC的中線和角平分線,ADIBE,垂足為點F,AD =BE =4,求AC的長.
1 過AABC邊BC的中點D作平行線構(gòu)造相似三角形求解
評注 此解法首先通過△ABF≌△DBF,得到AF= DF =2.然后,過△ABC邊BC的中點D作BE的平行線,巧妙地構(gòu)造了兩對相似三角形:△CDG∽△CBE.△AFE∽ △ADG.運(yùn)用相似三角形的性質(zhì),不但順利得到AC與AE間的數(shù)量關(guān)系,還求出了EF的長,這就為運(yùn)用勾股定理求AE的長創(chuàng)造了重要條件.求出AE的長,旋即得到AC的長.
解法2 如圖2,過點D作DH//CA交BE于點H.
由DH//CA,得△BDH∽ △BCE.
評注 此解法過△ABC邊BC的中點D作AC的平行線后,巧妙地構(gòu)造了一對相似三角形和一對全等三角形(相似三角形的特例):△BDH∽△BCE,△AEF:△DHF.運(yùn)用相似三角形、全等三角形的性質(zhì),順利得到AC與AE間的數(shù)量關(guān)系以及EF的長.運(yùn)用勾股定理求出AE的長,旋即得到AC的長.
2 經(jīng)過AABC的各個頂點作平行線構(gòu)造相似三角形求解
解法3 如圖3,過點C作CM//BE交AD的延長線于點M.
評注 對于解法3-解法7,就構(gòu)圖而言,解法3是過AABC的頂點G作BE的平行線,巧妙地構(gòu)造了一對全等三角形(相似三角形的特例)和一對相似三角形:△BFD∽△CMD,△AEF∽△ACM;
解法4是過AABC的頂點C作AD的平行線,巧妙地構(gòu)造了兩對相似三角形:△BDF∽△BCN,△AEF∽△CEN;
解法5是過AABC的頂點A作BE的平行線,巧妙地構(gòu)造了兩對相似三角形:△DBF∽△DPA,△CEB∽△ACAP:
解法6是過AABC的頂點A作BC的平行線,巧妙地構(gòu)造了一對全等三角形和一對相似三角形:△AFQ≌△DFB,△AQE∽△CBE;
解法7是過AABC的頂點B作AC的平行線,巧妙地構(gòu)造了一對全等三角形和一對相似三角形:△ACD≌△RBD.△AEF∽△RBF.
以上各種解法,運(yùn)用相似三角形、全等三角形的性質(zhì)后,都比較順利地得到了AC與AE間的數(shù)量關(guān)系以及EF的長.再運(yùn)用勾股定理求出AE的長,旋即得到AE的長.
解法8 如圖8,過點B作BS//AD交CA的延長線于點S,則∠SBE= ∠AFE =90°.
評注 解法8是過AABC的頂點B作AD的平行線,巧妙地構(gòu)造了兩對相似三角形:△CAD∽△CSB,△EAF∽ △ESB.先由前一對相似三角形,運(yùn)用性質(zhì)得到AC =AS以及SB的長;再運(yùn)用勾股定理求出ES的長;之后,由后一對相似三角形,運(yùn)用性質(zhì)得到EA的長,這樣,AS的長便唾手可得,旋即得到AE的長.
實踐表明,作平行線構(gòu)造相似三角形是解決此類問題的常用方法.運(yùn)用這種方法,建立了未知量和已知量之間的關(guān)系,達(dá)到了化未知為已知,化難為易的目的.一題多種解法,不但能體會作輔助線的好處,還能培養(yǎng)思維的發(fā)散性、廣闊性和深刻性[2],從而提升靈活解題和創(chuàng)新解題的能力.
參考文獻(xiàn):
[1]馬先龍.構(gòu)造“K型圖”速解題[J].中學(xué)生數(shù)學(xué),2014(10):43 - 44.
[2]羅增儒.數(shù)學(xué)解題學(xué)引論[M].西安:陜西師范大學(xué)出版社,2008.