趙平
【摘要】 比例是由已知量求未知量的有效手段.而平行線又是得到比例線段的直接途徑,在一道具體的題目中,怎么去構(gòu)造平行線,怎么去思考?這是學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)、提高數(shù)學(xué)素、提升數(shù)學(xué)能力的關(guān)鍵.
【關(guān)鍵詞】 希望杯;同高三角形面積比等于底邊的比;平行線
2014年“希望杯”全國(guó)數(shù)學(xué)邀請(qǐng)賽初二第一試第23題:
如圖1,E是平行四邊形ABCD的對(duì)角線DB的延長(zhǎng)線上的一點(diǎn),且DB=2BE,F(xiàn)是DC的中點(diǎn),EF交BC于點(diǎn)G.若平行四邊形ABCD的面積為20,則△AEB的面積是,△BEG的面積是.
簡(jiǎn)析 由平行四邊形ABCD的面積為20,BD是角平分線,于是得△ADB的面積是10,又E是DB的延長(zhǎng)線上的一點(diǎn),且DB=2BE,根據(jù)同高三角形的面積比等于底邊長(zhǎng)的比,所以△AEB的面積是5,分別過(guò)點(diǎn)A,C向DE作垂線,垂足分別為M,N,連接EC,根據(jù)平行四邊形的性質(zhì)易證
△ADM≌△CBN,
所以AM=CN,
所以△CEB的面積=△AEB的面積=5.
此時(shí)要求△BEG的面積只需得到線段BG與BC的比,再根據(jù)同高三角形的面積比等于底邊長(zhǎng)的比即可求得△BEG的面積.下面我們就如何來(lái)求線段BG與BC的比,來(lái)探究一下三角形中如何構(gòu)造平行線合理利用中點(diǎn)條件.
總說(shuō) 欲求線段BG與BC的比,有效的手段就是通過(guò)平行線,所以問(wèn)題的關(guān)鍵就是如何構(gòu)造平行線的問(wèn)題,而構(gòu)造平行線有兩個(gè)條件,一是過(guò)哪一點(diǎn),二是作哪條線的平行線,下面就這兩個(gè)條件我們來(lái)詳細(xì)分析.觀察圖1,在△BDC中,已知DB的延長(zhǎng)線與FG的延長(zhǎng)線的交點(diǎn)E,于是可知可利用的點(diǎn)有E,B,D,F(xiàn),C,G六個(gè)點(diǎn),這些點(diǎn)一共構(gòu)成了四條線分別為DB,DC,CB,EF,而這六個(gè)點(diǎn)中的每一個(gè)點(diǎn)都在兩條線上(如點(diǎn)F在DC上又在EF上),所以過(guò)一點(diǎn)可以作另兩條線的平行線.
比如過(guò)點(diǎn)F作平行線,因?yàn)辄c(diǎn)F在線段EF上和線段DC上,所以過(guò)點(diǎn)F只可以作DE和BC的平行線.
方法1 如圖2,過(guò)點(diǎn)F作FH∥DE交BC于點(diǎn)H,從而可知FH是△BDC的中位線,
所以2FH=BD,
又已知DB=2BE,
從而得BE=FH,
再由FH∥DE,得BG=GH,
又CH=BH,
所以BG∶BC=1∶4,
所以△BEG的面積=14△BEC的面積=14×5=54.
方法2 如圖3,過(guò)點(diǎn)F作FH∥BC交DE于點(diǎn)H,從而可知FH是△BDC的中位線,
所以2FH=BC,
且DH=HB,
又已知DB=2BE,
從而得EB=BH,
再由FH∥DE得2BG=FH,
又2FH=BC,
所以BG∶BC=1∶4,
所以△BEG的面積=14△BEC的面積=14×5=54.
再如過(guò)點(diǎn)D作平行線,因?yàn)辄c(diǎn)D在線段DE上和線段DC上,所以過(guò)點(diǎn)D只可以作BC和EF的平行線.
方法3 如圖4,過(guò)點(diǎn)D作DH∥BC交EF的延長(zhǎng)線于點(diǎn)H,由F是DC的中點(diǎn),可得DF=CF,
所以DH=GC.
根據(jù)已知條件
DB=2BE,
所以3BG=DH,
即3BG=GC,
所以BG∶BC=1∶4,
所以△BEG的面積=14△BEC的面積=14×5=54.
方法4 如圖5,過(guò)點(diǎn)D作DH∥EF交CB的延長(zhǎng)線于點(diǎn)H,由F是DC的中點(diǎn),可得
DF=CF,圖5
所以GH=GC.
根據(jù)已知條件
DB=2BE,
所以2BG=BH,
即3BG=GH=GC,
所以BG∶BC=1∶4,
所以△BEG的面積=14△BEC的面積=14×5=54.
過(guò)其他各點(diǎn)是否也能解決問(wèn)題呢?讀者朋友們可以自己嘗試!