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在中学数学中有许多几何问题,若不拘于陈法,敢于从变换思维的角度,把代数中的定理、面积的计算运用到几何问题中,既避免了繁杂的计算,也提高了解题的速度,会使解题更容易、更简捷,让你觉得妙趣横生,笔者在多年教研工作中列举两例予以说明。
一、运用代数法解几何问题
例如:圆O内切于Rt△ABC的三边AB、BC、CA于D、E、F,AB为叙边。求证:AD•DB=S△ABC
分析:该题是一个纯几何问题,若用平面几何的方法求解则显得比较麻烦。根据本题的问题,运用方程求解则比较容易其简捷。
证明:如图1,设BC=a,CA=bAB=C,
AD=AF=xBD=BE=y,连接OE、OF,则得
二元一次方程组:
∴AD•DB= •
=
= (c2-b2-a2-2ab)
= ab
=S△ABC
例2在平面凸五边形ABCDE所在平面上,作A点关于B点的对称点A,B点关于C点的对称点B1……E点关于A点的对称点E1,然后擦去原
来的五边形ABCDE。
求证:可用尺规作图由A1B1C1D1E1回复的到ABCDE。
证明:以a、b、c、d、e,a,b1、c1、d1、e1,分别代表A、B、C、D、E,a、b1、c1、d1、e1,所对应的复数,根据点的作法有:
a1=2b-a①
b1=2c-b②
c1=2b-c③
d1=2e-c④
e1=2a-c⑤
由①+②×2+③×22+④×23+⑤×24得
a= (a1+2b1+4c1+8d1+16e1)
∴可用尺规作出a,同理b、c、d、e都可用尺规作出。
例3:过抛物线y2=2px的焦点F,作与x轴的正向夹角θ(0 <θ<π)的直线交抛物线A、B两点。求证:
本题将用书达定理给予证明,如图2
证明:
设直线AB的方程为y=tg (x- )
代入抛物线方程得:tg x2-(tg2 +2p)x+ =0
∵tg2 ≠0,由韦达定理可知
x1+x2+p=
= =
当k不存在时,即 =90°=1,此时 (即抛物线的通径长)。
二、用面积法解几何题
例1如图3在△ABC中,BM、BD分别为中线和内角平分线,而BN是中线关于解平分线的对称线,M、D和N都在BC上,求证:(AN/NC)=(AB2/BC2)
分析:此题如按常规方法解,则比较繁琐,或无法求证,如用面积法则较为简便。
由∠ABN=∠MBC,∠NBC=∠ABM及S△ABM=S△MBC,作如下的巧妙代换。
例2如图4,在△ABC中,AB=AC,D是BC上的一点,E是AD上的一点,且∠BED=2∠CED=∠A。
求证:BD=2CD
分析:此题是一道较为难做的联赛题,如果采用面积之比来解则是显得简单、灵活。
由∠BED=∠A
α+∠BAE=∠A==α=β
∠BED=β+∠BAD
由α=β可造全等三角形,在BE上取F使BF=AF,则有△ABF≌△CAE==
利用面积之比,便会得如下简捷的证法。
∴BD=2DC
在中学几何问题教学中,如能采用灵活多样的解题方法,不但可以使繁琐的问题简单化,还能训练学生的思维能力,培养学生的创新思维。(组稿:邓世维)
一、运用代数法解几何问题
例如:圆O内切于Rt△ABC的三边AB、BC、CA于D、E、F,AB为叙边。求证:AD•DB=S△ABC
分析:该题是一个纯几何问题,若用平面几何的方法求解则显得比较麻烦。根据本题的问题,运用方程求解则比较容易其简捷。
证明:如图1,设BC=a,CA=bAB=C,
AD=AF=xBD=BE=y,连接OE、OF,则得
二元一次方程组:
∴AD•DB= •
=
= (c2-b2-a2-2ab)
= ab
=S△ABC
例2在平面凸五边形ABCDE所在平面上,作A点关于B点的对称点A,B点关于C点的对称点B1……E点关于A点的对称点E1,然后擦去原
来的五边形ABCDE。
求证:可用尺规作图由A1B1C1D1E1回复的到ABCDE。
证明:以a、b、c、d、e,a,b1、c1、d1、e1,分别代表A、B、C、D、E,a、b1、c1、d1、e1,所对应的复数,根据点的作法有:
a1=2b-a①
b1=2c-b②
c1=2b-c③
d1=2e-c④
e1=2a-c⑤
由①+②×2+③×22+④×23+⑤×24得
a= (a1+2b1+4c1+8d1+16e1)
∴可用尺规作出a,同理b、c、d、e都可用尺规作出。
例3:过抛物线y2=2px的焦点F,作与x轴的正向夹角θ(0 <θ<π)的直线交抛物线A、B两点。求证:
本题将用书达定理给予证明,如图2
证明:
设直线AB的方程为y=tg (x- )
代入抛物线方程得:tg x2-(tg2 +2p)x+ =0
∵tg2 ≠0,由韦达定理可知
x1+x2+p=
= =
当k不存在时,即 =90°=1,此时 (即抛物线的通径长)。
二、用面积法解几何题
例1如图3在△ABC中,BM、BD分别为中线和内角平分线,而BN是中线关于解平分线的对称线,M、D和N都在BC上,求证:(AN/NC)=(AB2/BC2)
分析:此题如按常规方法解,则比较繁琐,或无法求证,如用面积法则较为简便。
由∠ABN=∠MBC,∠NBC=∠ABM及S△ABM=S△MBC,作如下的巧妙代换。
例2如图4,在△ABC中,AB=AC,D是BC上的一点,E是AD上的一点,且∠BED=2∠CED=∠A。
求证:BD=2CD
分析:此题是一道较为难做的联赛题,如果采用面积之比来解则是显得简单、灵活。
由∠BED=∠A
α+∠BAE=∠A==α=β
∠BED=β+∠BAD
由α=β可造全等三角形,在BE上取F使BF=AF,则有△ABF≌△CAE==
利用面积之比,便会得如下简捷的证法。
∴BD=2DC
在中学几何问题教学中,如能采用灵活多样的解题方法,不但可以使繁琐的问题简单化,还能训练学生的思维能力,培养学生的创新思维。(组稿:邓世维)