巧作辅助圆妙解几何题

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  〔关键词〕 辅助圆;隐含条件;角平分线;代数式
  〔中图分类号〕 G633.63〔文献标识码〕 C
  〔文章编号〕 1004—0463(2008)07(A)—0058—01
  
  近几年来,数学课程的内容、思路和理念都发生了一定的变化,所以数学课堂教学内容必然要适应这些变化,以应对符合这些变化的中考.
  下面,笔者就中考中的一些几何题来说明其解题思路的变化.这类几何题,所给条件和欲求的结论从表面上来看和圆没有多大关系,但是,放宽视野,不难发现,引入辅助圆后常常能达到化繁为简、化难为易的目的.
  求线段长
  例1:如图1,四边形ABCD中,AB∥CD,AB=AC=AD=a,BC=b,求BD的长.
  分析:若局限于所给图形去思考,较难解决,但题设中有AB=AC=AD这一条件,则可以考虑以A为圆心,AB为半径作圆,这时解题思路马上豁然开朗.
  解:以A为圆心,AB为半径作圆,延长BA交⊙A于E,连接DE.
  
  例2:如图2,△ABC中,∠B=2∠C,求证:AC<2AB.
  分析:欲证AC<2AB,若直接证,无从下手,但考虑到∠B=2∠C,根据圆中有“等弧对等弦”这一结论,不妨引入辅助圆,构造出∠B的平分线及相应弧所对应的弦来证明.
  证明:作△ABC的外接圆,并作∠B的平分线交外接圆于D,连接AD、CD.
  
  例3:如图3,点D为等边△ABC外一点,且与点A均在BC同侧,AD=BC.求∠BDC的度数.
  分析:题目中△ABC为等边三角形,又由2AB=AD,可考虑利用圆的知识来解决.
  解:以A为圆心,AB为半径作⊙A.
  ∵ AD=BC,BC=AC=AB,
  ∴ AD=AC=AB.
  ∵点D、C在⊙A上,
  
  例4:如图4,AB=AC=AD,∠BAC=k∠CAD,则∠BDC是∠DBC的()倍.
  A. kB. 2kC. 3k
  分析:此类题一般用三角形内角和定理和等腰三角形的性质列方程来求解,但注意到已知条件AB=AC=AD,可联系到B、C、D均在以A为圆心,以AB为半径的圆上,利用圆的有关性质来求解,比一般方法来解要简便得多.
  解:以A为圆心,以AB为半径作圆.
  
  ∵∠BAC=k∠CAD,∴∠BDC=k∠DBC.
  求代数式的值
  例5:如图5,在△ABC中,AB=AC=2.BC边上有100个不同的点P1,P2,……P100,记作mi=APi2+BPi·CPi(i=1,2,……100).求m1+m2+…m100的值.
  分析:由题设AB=AC,可知B、C在以点A为圆心,以AB为半径的圆上,作出⊙A后,在弦BC上任取一点PK,使直线APK分别交⊙A于E、F,由相交弦定理得:BPK·PKC=FPK·PKE=(2+APK)(2-APK)=4-APK2,
  ∴ APK2+BPK·PKC=4,又因PK为BC上的任一点,故mi=APi2+BPi·CPi=4(i=1,2,……100),
  ∴ m1+m2+……m100=4×100=400.
  总结:通过对以上五大类几何题的详细分析解答,不难发现,无论是在“有关线段的求解证明”、“角度的求解证明”还是“求代数式的值”中,一些看似复杂又无从下手的问题,通过结合题设条件,大胆、巧妙地引入辅助圆后,可以使解题思路豁然开朗.
  
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