尹雪蔓
數(shù)學解題不應(yīng)只局限于一道題目的本身,而應(yīng)能比較類似的題目,用變化的眼光去發(fā)現(xiàn)它們之間的聯(lián)系,在比較中深化對知識的理解,掌握解題方法,提高舉一反三和靈活應(yīng)變的能力。
原題呈現(xiàn) (蘇科版數(shù)學教材八年級下冊第69頁例3)已知:如圖1,在?ABCD中,點E、F在AC上,且AE=CF。求證:四邊形EBFD是平行四邊形。
【分析】我們可以利用“平行四邊形的性質(zhì)→尋找三角形全等→線段和角相等→判定平行四邊形”的思路解決問題。
證法一:根據(jù)平行四邊形對邊相等的性質(zhì)定理可知AB=CD,根據(jù)平行四邊形的定義可知AB//CD,所以∠BAE=∠DCF。又因為AE=CF,所以△ABE≌△CDF(SAS),所以BE=DF,∠BEA=∠DFC。根據(jù)“等角的補角相等”可得∠BEF=∠DFE,所以四邊形EBFD是平行四邊形。
證法二:同“證法一”可證得BE=DF。同理,通過證明△ADE≌△CBF(SAS)得到DE=BF,所以四邊形EBFD是平行四邊形。
教材中給予的解法是利用“對角線互相平分”的判定定理來證明。其實質(zhì)是想告訴我們,解決本題,除了“尋找”全等三角形,還可以“構(gòu)造”全等三角形。如圖2,連接BD,BD交AC于點O,構(gòu)造出三角形(△BEO、△BFO、△DEO、△DFO),并證明所構(gòu)造的三角形全等(△BEO≌△DFO、△BFO≌△DEO),進而通過線段和角相等來證明平行四邊形。
變式1 已知:如圖3,在?ABCD中,BE⊥AC,DF⊥AC,垂足分別為E、F。求證:四邊形EBFD是平行四邊形。
【解析】變式1是將原例題中的“AE=CF”變成了“BE⊥AC,DF⊥AC,垂足分別為E、F”。此時,我們只需連接BD,直接證明△BOE≌△DOF,得出對應(yīng)線段和角的相等關(guān)系,從而證明平行四邊形。
變式2 已知:如圖4,在?ABCD中,∠ABC、∠ADC的平分線分別交對角線AC于點E、F。求證:四邊形EBFD是平行四邊形。
【解析】變式2是將原例題中的“AE=CF”變成了“∠ABC、∠ADC的平分線分別交對角線AC于點E、F”,同變式1一樣,只是條件改變,證明方法類似(連接BD)。
變式3 如圖5,?ABCD的對角線AC與BD相交于點O,點E、F分別在OB和OD上。
(1)當BE、DF滿足什么條件時,四邊形AECF是平行四邊形?請說明理由;
(2)當∠AEB與∠CFD滿足什么條件時,四邊形AECF是平行四邊形?請說明理由。
【解析】此題由原例題的條件“AE=CF”變成了第(1)問的答案“BE=DF”,第(2)問也可以通過上述幾個變式的經(jīng)驗得到結(jié)論(相等)。通過上述幾道變式,我們可以發(fā)現(xiàn),點E、F的位置是解題的關(guān)鍵,其變化的本質(zhì)特征是點E、F關(guān)于對角線交點O對稱。
同學們要重視教材上的例題和習題,學會從“變”的現(xiàn)象中發(fā)現(xiàn)“不變”的本質(zhì),從“不變”的本質(zhì)中探究“變”的規(guī)律。
拓展1 已知:如圖6,點E、F分別是?ABCD對角線AC所在直線上的兩點,且AE=CF。求證:四邊形EBFD是平行四邊形。
【解析】本題是圖1的拓展,點E、F的位置從“對角線上”變化為“對角線所在的直線線上”。證明方法類似,在此不再贅述。
拓展2 如圖7,?ABCD的對角線AC與BD相交于點O,AC=15cm。點E、F分別是線段OA、OC上的動點,點E從點A出發(fā),以2cm/s的速度向點O運動;點F從點O出發(fā),以3cm/s的速度向點C運動;當一點到達終點時,停止運動。若點E、F同時開始運動,設(shè)運動時間為ts,當t 為何值時,四邊形EBFD是平行四邊形?
【解析】本題是把定點問題變成了動點問題。此時,我們可以根據(jù)已探究出的問題本質(zhì)“只要確保點E、F關(guān)于對角線交點O對稱”,即可判定平行四邊形。
(作者單位:江蘇省宿遷市宿豫區(qū)豫新初級中學)