巧用“8字形”解几何题

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  在七年级数学期未复习时,往往会出现平时教学中没有向学生讲解过的题目,特别是一些综合试题,运用常规的解题方法难以解决,应根据题目自身特点寻找合适的解题方法。本文就三角形复习出现的“8字形”特征几何题,谈谈如何求解。
  一、初步认识图形中出现的“8字形”
  例 如图1,线段AB、CD相交于点O,连接AD、CB,我们把形如图1的图形称之为“8字形”。如图2,在图1的条件下,∠DAB、∠BCD的平分线相交于点P,并且与CD、AB分别相交于M、N.试解答下列问题:
  (1)在图1中,若∠A+∠D=80°,则∠B+∠C=______;仔细观察,在图2中“8字形”的个数:______个;
  (2)在图2中,若∠DAO=50°,∠OCB=40°,∠P=35°,试求∠D的度数;
  (3)在图2中,若设∠D=x°,∠B=y°,其它条件不变,试求∠P的度数。
  分析:(1)由△AOD,△BOC内角和都为180°,且对顶角∠AOD =∠BOC可得∠B+∠C=∠A+∠D=80°。从图1的图形知道了“8字形”的特征:它是由两个三角形所组成的,有一对对顶角,其它两个角的和相等。依据这些特征不难发现在图2中“8字形”的个数有6个。在观察寻找时,应从一对对顶角开始,再观察由哪两个三角形含有它们,有的可能出现有几个三角形含有同一对对顶角,如△AOD,△AOM,与△CON,△CON同时含有∠AOD与∠BOC,这样就组成4个“8字形”。
  (2)由∠DAB和∠BCD的平分线AP和CP,且∠DAO=50°,∠OCB=40°,可得∠1=25°,∠3=20°,再△ADM与△CPM组成一个“8字形”则∠1+∠D=∠3+∠P可求出∠D=30°.
  (3)由△AMD,△CPM组成的“8字形”可知∠1+∠D=∠3+∠P (1),由△ANP,△CNB组成的“8字形可得∠4+∠B=∠2+∠P (2),再由(1)+(2)得∠1+∠D+∠4+∠B=∠3+∠P+∠2+∠P,又因为∠1=∠2,∠3=∠4,可得∠P=■(∠D+∠B)=■(x°+ y°).
  二、在图形中构造“8字形”
  在图3中,猜想:∠A+∠B+∠C+∠D+∠E+∠F=_____°.请说明你猜想的理由。
  分析:在图3中,把AE连结起来,如图4,构造出一个“8字形”则∠C+∠D=∠CAE+∠AED从而将问题转化为求四边形ABFE的内角和,即∠A+∠B+∠C+∠D+∠E+∠F=360°.
  三、图形中变异的“8字形”
  如果把图3称为2环三角形,它的内角和为∠A+∠B+∠C+∠D+∠E+∠F,图5称为2环四边形,它的内角和为∠A+∠B+∠C+∠D+∠E+∠F+∠G+∠H,则2环四边形的内角和为______°;2环五边形的内角和为______°;2环n边形的内角和为______°.
  分析:方法1,按上面的做法,如图6连接HF,ED构造一个“8字形”,则∠DEF+∠HDE=∠DHF+∠HFE,先求出△GHF和五边形ABCDE的内角和,再将这两个内角和相加,就能求出2环四边形的内角和为720°.
  方法2,如图7,延长AE,CD交于点O,这样也出现了一个“8字形”,只是这个“8字形”和最初认识的不一样,它是由两个四边形构成的,我们把它看成是一个变异的“8字形”,但也有一对对顶角。除对顶角外,这两个四边形的其它三个内角和也会相等,即∠OEF+∠HDO+∠O=∠H+∠G+∠F,只要求出四边形ABCO的内角和,再加上两个补角∠AEO和∠ODC的度数,就得到2环四边形的内角和为720°.由图3称为2环三角形,它的内角和为∠A+∠B+∠C+∠D+∠E+∠F=360°.图5称为2环四边形,它的内角和为∠A+∠B+∠C+∠D+∠E+∠F+∠G+∠H=720°可得:它们的内角和都是各多边形的内角和的两倍。因此2环五边形的内角和为五边形的内角和的两倍,2环n边形的内角和为n边形的内角和两倍,它们分别是1080°,2(n-2)180°.
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