幾何證明的幾種特殊方法

編輯: 逍遙路 關(guān)鍵詞: 初中數(shù)學(xué) 來源: 高中學(xué)習(xí)網(wǎng)

是“的體操”,幾何更能訓(xùn)練的邏輯。幾何證明題的思路廣,多,要求的要靈活,而拿到一個(gè)較復(fù)雜的證明題,總感到無從下手,不會分析,F(xiàn)舉例介紹解競賽題中幾種特殊的而又常用的證明 初中化學(xué)。
一、分解法
即把一個(gè)圖形分解成幾個(gè)簡單的圖形或分成具有某種特殊關(guān)系的圖形,然后借助于分解后的圖形的性質(zhì)來推導(dǎo)出所要證明的問題的一種方法。
例1. 如圖1,ABCD是任意四邊形,E、F將AB分成三等分,G、H將CD分成三等分。
求證:四邊形EFGH的面積等于四邊形ABCD面積的三分之一。

分析:四邊形問題我們常分割成三角形問題來解決。于是考慮連結(jié)AC、AH、HF、FC,由題意和“等底等高的三角形面積相等”知:

所以
所以

所以

二、特殊化法
即先考察命題的某些特殊情形,從特例中探索一般規(guī)律,或從特例中得到啟發(fā),從而解決一般問題的一種方法。
例2. 如圖2,設(shè)P為∠AOB的平分線上一定點(diǎn),以O(shè)P為弦作一圓,分別交OA、OB于C、D。
求證:OC與OD的和為定值。

分析:學(xué)生往往找不到定值是什么,若將“弦OP”特殊化為“直徑OP”,則△OPC和△OPD是全等直角三角形,因而,OC=OD=,于是判斷OC與OD的和為定值。故過P作PE⊥OA,PF⊥OB,連PC、PD,可證△PCE≌△PDF,所以CE=DF,OE=OF。
所以
即OC+OD為定值。
三、擴(kuò)充法
即把圖形擴(kuò)充為另一個(gè)圖形,借助于擴(kuò)充后圖形的性質(zhì)來推導(dǎo)出所要證明的問題的一種方法。
例3. 如圖3,已知AD為△ABC的邊BC上的中線,O為AD一點(diǎn),BO、CO與AC、AB分別交于E、F。
求證:EF∥BC

分析:要證兩線平行,考慮到平行線的判定,而這里只有BD=DC,故考慮延長OD至G,使DG=OD,擴(kuò)充得到平行四邊形BGCO,則,OF∥BG,所以,故EF∥BC。
四、類比轉(zhuǎn)換法
即將所要論證的問題進(jìn)行轉(zhuǎn)換并與其類似的問題對比,從而得到啟發(fā),使問題得以解決的一種方法。
例4. 如圖4,在△ABC中,已知AB=AC,∠BAC=108°,AH⊥BC于H,∠DAC=。
求證:

分析:這類問題常轉(zhuǎn)換為:,而在直角三角形ADH和AEH中,和分別為∠DAH的余弦和∠AEH的正弦,由題意可計(jì)算知∠DAH=∠AEH=18°,聯(lián)想到,該問題得證。
五、面積法
即利用面積定理,結(jié)合圖形中的面積關(guān)系,找到與問題相關(guān)的數(shù)量關(guān)系,使問題得到解決的一種方法。
例5. 如圖5,平行四邊形ABCD中,E在AD上,F(xiàn)在AB上,且DF=BE,DF與BE交于G。
求證:CG平分∠BGD。

分析:證明角平分線有兩種常用方法:這條射線分得的兩個(gè)角相等或這條射線上一點(diǎn)到角兩邊的距離相等。
連CE、CF,作高CH、CP,此題圖中有,而DF=BE,故高CP=CH,于是CG平分∠BGD。
六、代數(shù)法
即根據(jù)圖形的有關(guān)性質(zhì)布列方程、不等式或函數(shù)式等,再利用相關(guān)代數(shù)來解題的一種方法。
例6. 如圖6,在凸四邊形ABCD中,AB=2,P是AB邊的中點(diǎn),如果∠DAB=∠ABC=∠PDC=90°,求證:四邊形ABCD的面積的最小可能值是4。

分析:顯然,四邊形ABCD的面積的大小與AD、BC的大小有關(guān)。故令A(yù)D=x,BC=a,四邊形ABCD的面積=y(tǒng),DF⊥CB于F,由題意:AP=PB=1,BF=AD=x,DF=AB=2,。
所以
所以
因x、y均為正實(shí)數(shù),故由一元二次方程的根的判別式得
即四邊形ABCD的面積的最小可能值是4。


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