教室外,陽光明媚,萬里無云,鳥兒在樹上歡快地歌唱……但我卻無暇去欣賞那美麗的畫卷,因為我遇到了攔路虎——一道幾何證明題!
題目 如圖1,在∠ABC中。AB=AC.D為△ABC外一點,連接AD,BD,CD. BD與AC交于點O.∠BDC=∠BAC.作AM⊥BD于點M.求證:BD=2DM+CD.
第一次解題
由圖1可知BD,DM和CD不在同一直線上,若要證明三者之間的和差關系,那就需要“截長補短”,于是,我首先想到構(gòu)造“2DM”,也就是在MB上截取HM=DM,再證線段BH與線段CD相等,這樣就可以得到BD=2DM+CD.
證明:如圖2,在MB上截取HM=DM,連接AH.
在△AMH和△AMD中,
AM=AM,
∠AMH=∠AMD=90°,
HM=DM,
∴△AMH≌△AMD(SAS).
∴AH=AD.
∵∠AOB=∠DOC,∠BDC=∠BAC,
∴180°-∠AOB-∠BAC =180°-∠DOC-∠BDC.
∴∠ABD=∠ACD.
在△ABH和△ACD中.
AH=AD,
AB=AC,
∠ABH=∠ACD.
∴△ABH≌△ACD(SSA).
等一等,出現(xiàn)問題了!“邊邊角”條件是不能證明三角形全等的!看來這個思路是錯誤的,行不通!應該怎么辦呢?無奈之下,我只能求助老師了,老師了解我的做法后,對我說:“我們重新整理一下思路,在△ABH與△ACD中,已知一個角和一條邊相等,要想證明它們?nèi)?,還需要什么條件呢?你可以根據(jù)所需條件選擇另一種方式來描述你添加的輔助線,再嘗試證明.”
我反復體會著老師的話.我發(fā)現(xiàn),在△ABH與△ACD中,我們已經(jīng)知道∠ABD=∠ACD和AB=AC,如果BH=CD,不就可以用“邊角邊”來證明全等嗎?此刻,終于豁然開朗.柳暗花明!
第二次解題
證明:如圖2,在BM上截取BH=CD,連接AH.
∵∠AOB=∠DOC,∠BDC=∠BAC,
∴180°-∠AOB-∠BAC=180°-∠DOC-∠BDC.
∴∠ABD=∠ACD.
在△ABH和△ACD中,
AB=AC,
∠ABH=∠ACD,
BH=CD,
∴△ABH≌ACD(SAS).
∴AH=AD.
∵AM⊥BD,
∴∠AMH=∠AMD=90°.
在Rt△AMH和Rt△AMD中.
AH=AD,
AM=AM,
∴Rt△AMH≌Rt△AMD(HL).
∴HM=DM.即DH=2DM.
∵BD=DH+BH,BH=CD。
∴BD=2DM+CD.
太棒了!終于破解了這道題!我拿著作業(yè)奔向老師,和他分享成功的喜悅!老師仔細檢查了我的解題步驟,滿意地點了點頭:“你已經(jīng)通過截長法解決了這道題,再思考一下,還有沒有其他的輔助線作法呢?”我滿懷信心地回到教室,開始思考起來.
第三次解題
由題意可知,BD和DM在同一直線上,我們不妨把要證明的式子BD=2DM+CD的兩邊同減去DM.原式變?yōu)锽M=DM+CD.這時,“補短”的方法浮現(xiàn)了:延長CD至點C,使CG=BM,連接AG.如果能夠證明DM=DG,就可以證出本題的結(jié)論.
證明:如圖3,延長CD至點G,使CG=BM,連接AG.
∵∠AOB=∠DOC,∠BDC=∠BAC,
∴180°-∠AOB-∠BAC =180°-∠DOC-∠BDC.
∴∠ABD=∠ACD.
在△ABM和△ACG中,
AB=AC,
∠ABM=∠ACG,
BM=CG,
∴△ABM≌△ACG(SAS).
∴AM=AG,∠AMB=∠G.
∵AM⊥BD,
∴∠AMD=∠G=90°.
在Rt△ADM和Rt△ADG中.
AD=AD,
AM=AG,
∴Rt△ADM≌Rt△ADC(HL).
∴DM=DG.
∵BM=CG=CD+DG,
∴BM=CD+DM.
∴BM+DM=2DM+CD,即BD=2DM+CD.
解題感悟:我們在解題時,要充分運用題目中給出的條件,對于缺少的條件,可以嘗試作輔助線來補充.但在作輔助線時不能盲目,要根據(jù)所需條件作合適的輔助線.
中學生數(shù)理化·八年級數(shù)學人教版2024年10期