一道网研几何综合题的解法探究
《怎样解题》一书的作者匈牙利数学家波利亚说过,掌握数学就意味着要善于解题。做题不在多而在精,题要解得精彩;对待解题的思想方法要对头,要通过做题,深刻理解概念,扎实掌握基本知识,学会运筹帷幄,纵横捭阖,使自己的思维水平不断提升,高屋建瓴;只有这样,面对千变万化、形式各异的题目时,才能应对自如,使一道道难题迎刃而解。也就是说,我们在解题时应力求做到一题多解,多解归一,多题归一,用“动”的观点分析问题,尽可能地拓宽思路,训练自己敏锐的思维,做到“八方联系,浑然一体”,最终达到“漫江碧透,鱼翔浅底”的境界。
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原题呈现
根据直角三角形斜边中线等于斜边一半,求得ND=2√5,求平行四边形面积只需求出高,过点A作AE⊥BC,则Rt△ABE中,根据三角函数可求BE=1,勾股定理求出AE=2√2,最后根据平行四边形面积公式即可求出面积。
法一:设参法
根据DM平分∠ADC,且DM⊥MH,可联想到等腰三角形三线合一的性质,补形延长MN,DC交点F,可得NM=FM,DN=DF.
由平行四边形ABCD得AB=DC,又已知AB=HA,所以DC=AH,因为H是ND的中点,且MN=MF,所以MH是△NFD中位线,所以MH∥DF,所以∠AHN=∠CDH,MN是Rt△NMD斜边中线,所以MH=HD,所以△AHM≌△CDH。
因为△AHM≌△CDH,所以∠DAM=∠HCD=β,设∠AMH=α,则∠MND=α+β,则∠NMH=α+β,所以∠AMH=2α+β,再由MH∥CD,有∠ACD=∠AMH=2α+β,因为∠HCD=β,所以∠ACH=2α,所以∠ACH=2∠AMH。
法二:倍半角之等腰三角形
由△AHM≌△CDH,所以∠DAM=∠HCD,而∠1=∠DAM+∠ADM,∠2=∠HCD+∠MDC,因为DM平分∠ACD,所以∠ADM=MDC,所以∠1=∠2,过点C作CG⊥DM,因为MN⊥MD,所以MN∥CG,所以∠AMN=∠MCG,而∠MCH=2∠MCG,所以∠ACH=2∠AMH。
经分析不难发现,动点B'是受AM长度和旋转角∠AMM'的大小这两个变量的控制,多变量问题可用控制变量法分析。
①AM长度不点,即假设点M是AC上一定点
连接B'C,易证△ABM'∽△CBB',B'C:AM'=BB':BM'=√2,故点B'在以C为圆心CB'为半径的圆上。
如下动图,当点B'与圆上点E重合时,点B'到AD的距离最大。
②将点E在AC上运动
当圆的半径越大则B到AD的距离就越大,何时圆的半径最大呢?显然当M与点C重合时AM最大,此时圆的半径CB'最大。
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