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精彩,在理性分析之后

2017-05-26李怀金

试题与研究·教学论坛 2017年15期
关键词:右图辅助线证法

李怀金

同样的辅助线,不同的说法,其证题功能有时却大相径庭。下面以例说明之。

例1 求证:经过三角形一边的中点与另一边平行的直线必平分第三边。

已知:如右图1,在△ABC中,DA=BD,DE∥AC。

求证:EB=EC。

初步设想:在探讨本题证法的过程中,学生A提出了如右图2的初步设想:延长DE到M,使EM=ED,连结MC。若能证明△DBE≌△MCE,问题便可迎刃而解,然而“左冲右撞”的学生连连失败,纷纷叫难。

理性分析:欲证明△DBE≌△MCE,已经具备的条件有:ED=EM,∠1=∠2。根据全等三角形的判断方法,现有三条路可走:①证明EB=EC,而它恰是要求证的,此路不通。②证明∠B=∠4,需要条件MC∥AB。③证明∠3=∠M,也需要条件MC∥AB。显然MC∥AB已成为解题的关键,那么,如何才能具备这一条件呢?

方法优化:根据以上分析,学生B大胆地改变了辅助线的说法:过点C作CM∥AB,交DE的延长线于点M。此法立即遭到学生A的反对:“按照这种说法,证明△BDE全等于△CME就没有‘边相等的条件了。”真的如此吗?∵DM∥AC,CM∥AB,∴四边形DMCA是平行四边形,∴CMAD。又∵DA=BD,∴MCDB。于是证明△DBE≌△MCE就易如反掌了。

解后反思:同样的辅助线,不同的说法,其作用却相差甚远,为什么呢?前一种说法只能得出两个条件:∠1=∠2和DE=EM。而后一种说法则可以得出三个条件:MC=BD,∠1=∠2和BD∥MC。尤為重要的是,它具备了解题的关键条件:BD∥MC。后一种说法为什么可以多推出一个条件呢?因为它有效地利用了已知条件DE∥AC,得出四边形DMCA是平行四边形,进而得出MCAD。

例2 如图3,E是矩形ABCD上一点,且EB=ED,P是对角线BD上任意一点,PF⊥BE于点F,PG⊥AD于点G。

求证:AB=PF+PG。

证法初探:如图4,过点P作PM⊥BC,垂足为M,∵EB=ED,∴∠1=∠2,∵AD∥BC,∴∠2=∠3,∴∠1=∠3。又P是BD上任意一点,∴PF=PM,∵GM=GP+PM,GM=AB,∴AB=PF+PG。

理性分析:乍一看,此证法准确无误,若细细思考,会发现它并不严谨。只有当G、M、P三点在同一直线上时,GM=GP+PM才成立,因而须补证G、M、P三点在同一直线上。左思右想之后,学生依然对证明G、M、P三点在同一直线上束手无策。

方法优化:这时,有一部分学生想到了改变辅助线的说法:延长GP交BC于点M,∵AD∥BC,PG⊥AD,∴PM⊥BC。这样,既具备了PM⊥BC,又不需证明G、M、P三点在同一直线上,可谓一箭双雕。

解后反思:后一种说法之所以具有一石二鸟的作用,因为它整合了条件AD∥BC和PG⊥BC,得出PM⊥BC,从而使证法变得简洁明了。

能准确地作出辅助线,需要理性分析,改变辅助线的说法,使其具有多种功能,也需要理性思考。通过有理有据的分析,准确地把握条件之间的逻辑关系,快速地抓住解题的关键,有效地整合已知条件,大胆地改变辅助线的说法,变“一线一能”为“一线多能”,从而高效、优质地解决问题。但愿在这一过程中,学生能感悟到数学的理性之光、灵动之气和简约之美。

(作者单位:安徽省临泉县迎仙中心校)

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