无附图几何问题的分类讨论

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  解数学题不仅能训练思维的灵活性,亦能培养思维的周密性。近年中考试题及各地的测验中,有些几何题没有直接给出图形,学生由于受思维习惯的影响,没有周密地考虑题目所提供的条件,缺少对数学事实的准确理解,往往只考虑符合条件的常见的一种图形,形成思维定式,从而造成漏解。这类题目重在考查学生对基础知识的掌握与运用情况,更体现了数学的分类思想在解题中的实际应用,这有利于培养学生严谨的逻辑思维能力。对于无附图几何问题往往需要分类讨论。本文通过实例说明这类题目的解决思路、方法。
  例1:已知线段AB=8厘米,AC=18厘米,则线段AB的取值范围是 。
  ■
  分析:(1)点C在A、B之间时AB=26厘米;
  (2)点C在A、B同侧时AB=10厘米;
  (3)点A、B、C不在同一条直线上(即A、B、C三点组成三角形)即10厘米  例2:等腰三角形一腰上的高与另一边的夹角为50°,则此等腰三角形的顶角度数为
  .
  ■
  分析:如图1;△ABC是等腰△,且∠BAC为顶角,CD是腰AB的高。
  (1)当等腰△是锐角△时,如图1;
  ∵∠ACD=50°,∴∠BAC=90°-∠ACD=40°;
  (2)当等腰△是钝角△时;
  如图2-1当∠BCD=50°时,∠B=40°;∴∠BAC=180°-2∠B=100°;
  如图2-2当∠ACD=50°时,∠CAD=40°;∴∠BAC=180°-∠CAD=140°;
  故这个等腰△顶角的度数为:100°或140°或40°。
  例3:在△ABC中,AB=AC,AB的垂直平分线与AC所在的直线相交所得到的锐角为50°,则∠B等于___
  。
  分析:AB的垂直平分线与AC所在直线的交点可能在腰AC上,也可能在AC的延长线或反向延长线上,因此应分两种情况。
  (1)当交点在腰AC上时,△ABC为锐角三角形,如图3-1;
  (2)此时可求得∠A=40°,所以∠B=∠C=■(180°—40°)=70°;
  (3)当交点在CA延长线上时,如图3-2,
  △ABC为钝角三角形,此时可求得
  ∠BAC=140°
  所以∠B =∠C=■(180°—140°)=20°
  ■
  例4:在△ABC中,AB=15厘米,AC=13厘米,BC边上的高AD=12厘米, 则BC= 厘米。
  分析:由于从已知条件中不能判断出三角形的形状,所以高AD可能在三角形内部,也可能在三角形外部两种情况。
  (1)当高AD在三角形内部时,如图4-1,由勾股定理可以求得BD=9厘米,CD=5厘米所以BC=BD+CD=14厘米。
  (2)当高AD在三角形内部时,如图4-2,
  由勾股定理可以求得BD=9厘米,CD=5厘米所以BC=BD-CD=4厘米。
  ■
  例5:Rt△ABC中,∠BAC=90°,AB=AC=2,以AC为一边,在△ABC外部作等腰Rt△ACD,则线段BD的长为
  分析:分三种情况进行分析,分情况讨论,(1)以A为直角顶点,向外作等腰Rt△ACD;
  (2)以C为直角顶点,向外作等腰Rt△ACD;
  (3)以AC为斜边,向外作等腰Rt△ACD,分别画图,并求出BD。
  (1)以A为直角顶点,向外作等腰Rt△ACD,如图5-1。
  由于∠DAC=90°,且AD=AC,所以BD=BA+AD=2+2=4。
  (2)以C为直角顶点,向外作等腰Rt△ACD如图5-2,以C为直角顶点,向外作等腰Rt△ACD,过点D作DE⊥BC,交BC的延长线于E。由于△ABC是等腰Rt△,∠ACD=90°,很显然Rt△CED也是等腰直角三角形,于是CE=DE=2×■=■,BE=3■利用勾股定理易求得BD=2■。
  ■
  (3)以AC为斜边,向外作等腰Rt△ACD如图5-3,因为∠ADC=90,AD=DC,且AC=2,所以AD=DC= 2×■=■。又因为△ABC、△ADC是等腰Rt△ ,易知△DCB为直角三角形,从而可求得BD=■=■。
  例6:△ABC中,AB=9,AC=12,BC=18,D是AC上一点,DC=■AC,在AB上取一点E,得△ADE,如果图中的两个三角形相似,那么DE的长是 。
  分析:由已知条件可知△ABC与△ADE有公共角∠A,而边的对应关系未确定,故应分别讨论。
  ■
  (1)如图6-1,如果DE∥BC(即作∠ADE=∠C),那么由△AED∽△ABC可得:■=■。
  因为AC=12,BC=18,DC=■AC=8,AD=AC-DC=4,所以DE=6。
  (2)如图6-2,如果在AB上取一点E使∠ADE=∠B,那么由△ADE∽△ABC可以得到:■=■,因为AB=9,AD=4,BC=18,所以DE=8。
  可见,教师在教学中,要不断引导学生透过表面现象深入细致地考虑,注重培养学生思维的严密性,以充分提高学生分析问题和解决问题的能力。
  (责编 张宇)
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