如何正確添加數(shù)學輔助線(2)
3.梯形中常用輔助線的添法
梯形是一種特殊的四邊形。它是平行四邊形、三角形知識的綜合,通過添加適當?shù)妮o助線將梯形問題化歸為平行四邊形問題或三角形問題來解決。輔助線的添加成為問題解決的橋梁,梯形中常用到的輔助線有:
(1)在梯形內(nèi)部平移一腰。
(2)梯形外平移一腰
(3)梯形內(nèi)平移兩腰
(4)延長兩腰
(5)過梯形上底的兩端點向下底作高
(6)平移對角線
(7)連接梯形一頂點及一腰的中點。
(8)過一腰的中點作另一腰的平行線。
(9)作中位線
當然在梯形的有關(guān)證明和計算中,添加的輔助線并不一定是固定不變的、單一的。通過輔助線這座橋梁,將梯形問題化歸為平行四邊形問題或三角形問題來解決,這是解決問題的關(guān)鍵。
4.圓中常用輔助線的添法
在平面幾何中,解決與圓有關(guān)的問題時,常常需要添加適當?shù)妮o助線,架起題設(shè)和結(jié)論間的橋梁,從而使問題化難為易,順其自然地得到解決,因此,靈活掌握作輔助線的一般規(guī)律和常見方法,對提高學生分析問題和解決問題的能力是大有幫助的。
(1)見弦作弦心距
有關(guān)弦的問題,常作其弦心距(有時還須作出相應的半徑),通過垂徑平分定理,來溝通題設(shè)與結(jié)論間的聯(lián)系。
(2)見直徑作圓周角
在題目中若已知圓的直徑,一般是作直徑所對的圓周角,利用"直徑所對的圓周角是直角"這一特征來證明問題。
(3)見切線作半徑
命題的條件中含有圓的切線,往往是連結(jié)過切點的半徑,利用"切線與半徑垂直"這一性質(zhì)來證明問題。
(4)兩圓相切作公切線
對兩圓相切的問題,一般是經(jīng)過切點作兩圓的公切線或作它們的連心線,通過公切線可以找到與圓有關(guān)的角的關(guān)系。
(5)兩圓相交作公共弦
對兩圓相交的問題,通常是作出公共弦,通過公共弦既可把兩圓的弦聯(lián)系起來,又可以把兩圓中的圓周角或圓心角聯(lián)系起來。
三、作輔助線的方法
1、中點、中位線,延線,平行線。
如遇條件中有中點,中線、中位線等,那么過中點,延長中線或中位線作輔助線,使延長的某一段等于中線或中位線;另一種輔助線是過中點作已知邊或線段的平行線,以達到應用某個定理或造成全等的目的。
2、垂線、分角線,翻轉(zhuǎn)全等連。
如遇條件中,有垂線或角的平分線,可以把圖形按軸對稱的方法,并借助其他條件,而旋轉(zhuǎn)180度,得到全等形,,這時輔助線的做法就會應運而生。其對稱軸往往是垂線或角的平分線。
3、邊邊若相等,旋轉(zhuǎn)做實驗。
如遇條件中有多邊形的兩邊相等或兩角相等,有時邊角互相配合,然后把圖形旋轉(zhuǎn)一定的角度,就可以得到全等形,這時輔助線的做法仍會應運而生。其對稱中心,因題而異,有時沒有中心。故可分“有心”和“無心”旋轉(zhuǎn)兩種。
4、造角、平、相似,和、差、積、商見。
如遇條件中有多邊形的兩邊相等或兩角相等,欲證線段或角的和差積商,往往與相似形有關(guān)。在制造兩個三角形相似時,一般地,有兩種方法:第一,造一個輔助角等于已知角;第二,是把三角形中的某一線段進行平移。故作歌訣:“造角、平、相似,和差積商見。”
托列米定理和梅葉勞定理的證明輔助線分別是造角和平移的代表)
5、兩圓若相交,連心公共弦。
如果條件中出現(xiàn)兩圓相交,那么輔助線往往是連心線或公共弦。
6、兩圓相切、離,連心,公切線。
如條件中出現(xiàn)兩圓相切(外切,內(nèi)切),或相離(內(nèi)含、外離),那么,輔助線往往是連心線或內(nèi)外公切線。
7、切線連直徑,直角與半圓。
如果條件中出現(xiàn)圓的切線,那么輔助線是過切點的直徑或半徑使出現(xiàn)直角;相反,條件中是圓的直徑,半徑,那么輔助線是過直徑(或半徑)端點的切線。即切線與直徑互為輔助線。
如果條件中有直角三角形,那么作輔助線往往是斜邊為直徑作輔助圓,或半圓;相反,條件中有半圓,那么在直徑上找圓周角——直角為輔助線。即直角與半圓互為輔助線。
8、弧、弦、弦心距;平行、等距、弦。
如遇弧,則弧上的弦是輔助線;如遇弦,則弦心距為輔助線。
如遇平行線,則平行線間的距離相等,距離為輔助線;反之,亦成立。
如遇平行弦,則平行線間的距離相等,所夾的弦亦相等,距離和所夾的弦都可視為輔助線,反之,亦成立。
有時,圓周角,弦切角,圓心角,圓內(nèi)角和圓外角也存在因果關(guān)系互相聯(lián)想作輔助線。
9、面積找底高,多邊變?nèi)叀?/p>
如遇求面積,(在條件和結(jié)論中出現(xiàn)線段的平方、乘積,仍可視為求面積),往往作底或高為輔助線,而兩三角形的等底或等高是思考的關(guān)鍵。
如遇多邊形,想法割補成三角形;反之,亦成立。
另外,我國明清數(shù)學家用面積證明勾股定理,其輔助線的做法,即“割補”有二百多種,大多數(shù)為“面積找底高,多邊變?nèi)?rdquo;。
