王維松
在“平面圖形的認識(二)”這一章中,教材上有這樣一個問題:
如圖1,在五角星形ABCDE中,∠A+∠B+∠C+∠D+∠E等于多少度?請加以證明。
相信你不假思索就說出了結(jié)果,而且能用一些方法進行證明。
下面歸納了三種求五角星五個角度數(shù)之和的常用方法,順便帶領(lǐng)同學(xué)們復(fù)習之前學(xué)過的內(nèi)容。
(方法一)證明:如圖2,
∵∠BOF是△AOD的外角,∴∠BOF=∠A+∠D。
∵∠BFO是△CEF的外角,∴∠BFO=∠C+∠E。
∵在△BFO中,∠B+∠BFO+∠BOF=180°,
∴∠B+(∠C+∠E)+(∠A+∠D)=180°,
即∠A+∠B+∠C+∠D+∠E=180°。
這種方法直接運用三角形內(nèi)角和定理的推論,即三角形的一個外角等于與它不相鄰的兩個內(nèi)角的和,把三角形的內(nèi)角轉(zhuǎn)化為外角,又通過三角形內(nèi)角和定理求出結(jié)果。
(方法二)教材上還探究過圖3中的∠A、∠B、∠C、∠BDC之間的關(guān)系,即∠A+∠B+∠C=∠BDC。
這個圖形的形狀像飛鏢,又叫“飛鏢”模型圖,也叫“A”型模型圖。運用它也可以快速求出五角星五個角度之和。
證明:如圖4,由“飛鏢”模型圖,得∠1=∠E+∠B+∠C。
∵∠1與∠2是對頂角,
∴∠1=∠2。
∵在△AOD中,∠2+∠A+∠D=180°,
∴∠1+∠A+∠D=180°,
∴(∠E+∠B+∠C)+∠A+∠D=180°,
即∠A+∠B+∠C+∠D+∠E=180°。
(方法三)教材上證明了這樣一個結(jié)論:
如圖5,AD、BC相交于點O,則∠A+∠B=∠C+∠D。
因為這個圖形像數(shù)字“8”,所以又叫“8”字模型圖。直接運用這個結(jié)論,可以快速找到突破口。
證明:如圖6,連接BC,由“8”字模型圖,得∠A+∠D=∠1+∠2。
∵在△BCE中,∠E+∠EBC+∠ECB=180°,
即∠E+(∠1+∠3)+(∠2+∠4)=180°,即∠E+(∠1+∠2)+∠3+∠4=180°,∴∠E+(∠A+∠D)+∠3+∠4=180°,
即∠A+∠EBD+∠ACE+∠D+∠E=180°。
對于很多關(guān)于角的數(shù)學(xué)問題,我們可以運用“飛鏢”模型圖或“8”字模型圖,快速找到解題方法。解決問題的關(guān)鍵還是從復(fù)雜的幾何圖形中分離出基本圖形。
在幾何問題中,通過已知條件往往很難找到已知量與所求的量之間的關(guān)系。在這種情況下,我們可以作輔助線,揭示圖形中隱藏的條件;可以將兩個或兩個以上不相關(guān)的量通過變換和轉(zhuǎn)化,使它們相對集中,聚攏到有關(guān)圖形上來,使題設(shè)條件與結(jié)論建立邏輯關(guān)系,從而推導(dǎo)出結(jié)論;可以把復(fù)雜圖形分解成簡單圖形,達到化繁為簡、化難為易的目的;還可以通過構(gòu)造新的圖形的方法;等等。對于求五角星五個角度數(shù)之和,還有其他方法,有興趣的同學(xué)可以自己嘗試一下。
(作者單位:江蘇省宿遷市鐘吾國際學(xué)校)