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写在前面
全等证明是几何的一次真正入门,许多需要作辅助线的难题逐渐出现,因此,计划用三讲来完成三个大类,本讲首先来介绍截长补短法.主要涉及两个经典模型.
截长补短法分为截长法和补短法,主要用于证明线段和差问题,如求一条较长线段的长度等于两条较短线段的长度之和.
截长法:将较长的线段截取为两段,证明截取的两段分别与给出的两段相等.
补短法:延长较短两条线段中的一条,使得与较长线段相等,证明延长的那一段与另一条较短线段相等.
一.双角平分线模型
分析:
本题是典型的线段和差问题,有角平分线,则对应角已经相等,且角平分线可以作为公共边,自然想到截长法.
分析:
本题还可以用补短法,且辅助线作法不唯一,如延长BE,CD交于点G.但在此选择更符合实际情况的“补短”法.
特别提醒:
在用补短法证明∠4=∠G时,有学生会借助AB∥CD,得内错角相等,但在这是行不通的,因为此时还未证明B、E、G三点共线.需要通过∠1+∠3=90°,由∠CEG=∠CEB=90°得到.
分析:
本题依然是一个线段和差问题,我们可以尝试截长法,补短法,在此分别展示.
小结:
以上两题,我们都用截长补短法进行了证明.但是在补短法时,第二次旋转型的全等或不太直观,或在证明相等元素时容易出错.
因此,当题目出现双角平分线模型时,一般多用截长法,两次构造翻折型全等.
二.半角模型
认识模型:
首先,让我们对半角模型有一个初步的认识.
半角模型是指符合
有公共顶点,
锐角等于较大角的一半,
且组成较大角的两边相等,
等基本条件的模型.
常通过旋转或翻折,将角的倍数关系转化为角的相等关系,构造全等(相似)三角形来解决.
分析:
本题是最经典的半角模型.若连接BD,其引申的结论由许多,今后会作进一步研究.这里选取的是其中的第一个结论,还是线段和差问题.
我们先尝试截长法,如在EF上截取EG=EB,连接AG,但此时缺乏角平分线,无法证明角等的条件,无法完成.只能选择补短法,但能说延长EB,使EG与EF相等吗?还是不能!因为还是缺乏角平分线.只能使BG=DF.
我们再来看一个例1的变式,还是半角模型,依旧可以使用补短法来解决.
小结:
以上两题均为半角模型.我们采用了补短法,当然从更高的观点上,由于这里有“等线段,共端点”,今后也可以利用旋转构造“手拉手模型”来完成.
目前来看,当题目中出现半角模型,一般多用补短法,先构造旋转型全等,再构造翻折型全等.
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