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减法,让问题变简单

2017-04-07马云聪

中国校外教育(上旬) 2016年12期
关键词:小光线面辅助线

马云聪

通过学习经验,论证在做数学题时适当做做减法,让图形变得简洁些,对于定理中条件的要求就能认识得更充分些。阐述了“减法,让问题变简单”的道理,供大家探讨。

数学减法问题简单在利用线面平行的判定定理证明平行的图形,发现PC这条直线是联系MN和平时,由于不能很快找到面内的平行直线,让面PAD的纽带,由直线PC和MN会形成很多同学颇为苦恼。经过一段时间的探索,我发现了一个比较有趣的方法,让我在证明线面平行的相关问题时,能够很快地找到平行直线。这还要从笔者解一道课本题说起:

如图1所示,在四棱锥P-ABCD中,M,N分别是PC,AB的中点,若ABCD是平行四边形,求证:MN∥平面PAD。

在本题中,要想证明MN∥平面PAD,就需要在平面PAD内找一条

线与MN平行,题目所给的图形中,有些线是多余的,那么我们去掉多余的线,是不是方便我們更好地看图呢?

我们去掉多余的线,就形成如图2所示的图形,发现PC这条直线是联系MN和平面PAD的纽带,由直线PC和MN会形成一个平面,这个平面与已知平面PAD有一个交点,根据公理可以知道这两个平面一定有一条交线,同时,点N,C和直线AD共面,所以连结直线NC,那么直线NC与AD有一个交点,设为E,就形成了图3.连结线段PE,这时我们会感觉到直线 MN和PE是平行的。那么,下面我们就要想办法证明MN∥PE,这个问题的证明就简单了。

小刚听了我的分析,觉得图形变简单了,因为一些在证明过程中不重要的线和面没有了,把问题的矛盾集中体现出来了,容易去作辅助线或者辅助面了,很好,但又不是很确定,所以,他给我出了道题,想看看,我还能够用这个方法来解决吗?

如图4,已知斜三棱柱ABC—A1B1C1中,AB—AC,D为BC的中点。

求证:AlB∥平面ADC1。

要证AlB∥平面ADC1,先把图形简化成图5,显然只要连结A1C,交AC1于点M,连结DM,如图6.这样DM就是平面ADC1中,与AlB平行的直线。

当我给出辅助线,并给出证明时,小光还没有找到辅助直线,顿时佩服不已。“我也在用你的思路啊,为什么我没有找到这样的辅助线啊?”小光说出了自己的困惑,并让我看了他的简化图7。

我看到小光的简化图,就知道原因了。原来小光的简化图,减去的线段太多了,最糟糕的是,小光把联系AlB和平面ADC1的纽带BC这条线也去掉了。显然,我的方法主要是减去图形中无用的线条,对于联系要证明关系的元素之间的纽带是必须保留的,而且是关键元素。

听了我的讲解,小光似乎抓住了重点,便求着我给自己出道题,让自己好好做做,看看是否真会了。小光做出来之后,很高兴,感觉这个方法最大的好处在于,通过减少线条,使需要证明的元素之间的关系显得更突出,从而找平行线时,思路就明显了。

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