「点知教育」初中数学:线段间量的关系( 二 )
例3、直角△ABC中 , CD是斜边AB上的高 , 圆(CD)分别交AC、BC于E、F 。
求证:
。
本文插图
解析:题中条件的特点明显的给出几个直角三角形以及切、割线 。 可以提供射影定理 。 而题断的左边是线段的三次幂比 , 自然要降去一次幂 , 得到
。
剩下的左边比
有多种替代比 , 如何选择?右边比
用什么比替代能较好的表达它与比
的联系?
这时考虑到 和 的结果 , 可将上式两边同时升幂二次(平方) , 由。
立即推出题断 。
当然对左边作一次性处理 , 降到一次幂比 。 连结DE、DF可由
本文插图
相乘之而得结果 , 不过要兜圈子绕弯路 。
四、伸缩法
在比较两个同类量的长短(线段)、大小(角、面积)时 , 常将短的线段伸长 , 长的线段缩短 。 如果两条线段不在同一直线上 , 尽量的变直 , 求和则延伸 , 相反求差则截取 。 这种方法我们归结为伸缩法 。
例4、如图5 , △ABC中 , AB=AC , P、Q在圆ABC的 上 。
求证:
。
本文插图
解析:用对等法和平衡法证明 , 过程将冗繁 。 式子的主要症结在妥当处理PB+PC和QB。 设想当PB、PC及QB、QC共线时 , 就形成四条比例的状态 。 伸直延长PB至D使BD=PC;弯直在BQ内截取BE=CQ(题中∠QCB>∠ACB=∠ABC>∠QBC有BQ>CQ) 。 原题断转换为。
由∠ABD=∠ACP得△ABD≌△ACP , 进而有等腰△ADP∽△ABC 。
同理 , 因△ABE≌△ACD有等腰△AEQ∽△ABC 。
于是 , 等腰△ADP∽△AEQ 。
命题得证 。
五、试探法
线段相关式中 , 可能出现一类情况:几条变化线段之间量的关系是确定不变的 。 例1就是两个变半径( )的积用不变量(a)表示的 。 几何里的定值问题 , 轨迹问题也反映了“变中有不变 , 不变中有变”的哲理 。 遵循“一般——特殊——一般”的原则 , 将变量放置在特定的位置去考虑试探它们与不变量存在的关系 , 然后在任意位置给予论证 。
例5、试证:正三角形内切圆上任一点到三顶点距离的平方和为定值 。
解析:如图6 , 设P是正三角形内切圆上任一点 。 记圆半径为r(或三角形边长为a) , 是确定的不变量 。
显然 , 圆心O也即三角形的重心(外心) , 其中。
当P在E点(OA的中点时)有:
当P在切点F处时 , 有
因此 , 只要证明P在圆上任意点时 , 满足。
连结PO(一般与特殊结合) , 并记∠POA为, 即∠POB=120°, ∠POC=120°+ , 施用余弦定理
三式相加得
其中 ,。
对命题的条件作适当的改变或推广:正三角形外接圆上一点、正多边形内切圆(外接圆)上一点 。 得到相应地题断:该点到各点距离的平方和为定值 。
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