小小五角星 蕴含大学问

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   在“平面图形的认识(二)”这一章中,教材上有这样一个问题:
   如图1,在五角星形ABCDE中,∠A ∠B ∠C ∠D ∠E等于多少度?请加以证明。
   相信你不假思索就说出了结果,而且能用一些方法进行证明。
   下面归纳了三种求五角星五个角度数之和的常用方法,顺便带领同学们复习之前学过的内容。
   (方法一)证明:如图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°。
   这种方法直接运用三角形内角和定理的推论,即三角形的一个外角等于与它不相邻的两个内角的和,把三角形的内角转化为外角,又通过三角形内角和定理求出结果。
   (方法二)教材上还探究过图3中的∠A、∠B、∠C、∠BDC之间的关系,即∠A ∠B ∠C=∠BDC。
   这个图形的形状像飞镖,又叫“飞镖”模型图,也叫“A”型模型图。运用它也可以快速求出五角星五个角度之和。
   证明:如图4,由“飞镖”模型图,得∠1=∠E ∠B ∠C。
   ∵∠1与∠2是对顶角,
   ∴∠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)教材上證明了这样一个结论:
   如图5,AD、BC相交于点O,则∠A ∠B=∠C ∠D。
   因为这个图形像数字“8”,所以又叫“8”字模型图。直接运用这个结论,可以快速找到突破口。
   证明:如图6,连接BC,由“8”字模型图,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°。
   对于很多关于角的数学问题,我们可以运用“飞镖”模型图或“8”字模型图,快速找到解题方法。解决问题的关键还是从复杂的几何图形中分离出基本图形。
   在几何问题中,通过已知条件往往很难找到已知量与所求的量之间的关系。在这种情况下,我们可以作辅助线,揭示图形中隐藏的条件;可以将两个或两个以上不相关的量通过变换和转化,使它们相对集中,聚拢到有关图形上来,使题设条件与结论建立逻辑关系,从而推导出结论;可以把复杂图形分解成简单图形,达到化繁为简、化难为易的目的;还可以通过构造新的图形的方法;等等。对于求五角星五个角度数之和,还有其他方法,有兴趣的同学可以自己尝试一下。
   (作者单位:江苏省宿迁市钟吾国际学校)
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