几何综合题半角旋转引发的思考,方法的局限性增大解题难度
话不多说,我们先看题目:此题是八年级正方形的综合题,一共三问,难在只能有八年级的全等及勾股定理去解题,九年级才学相似共圆及三角函数。偶尔大家觉得我分享了很多方法,题也比较难,会误认我我数学能力很强。其实我想说,你要愿意花一两天时间研究一道题,也会很厉害,很多方法是逐渐尝试摸索出来,或者逐渐优化,这个思考的过程很重要,由于精力有限思考也是断断续续的。
我们先看第1-2问的构造思路,通过四边形对角互补共定点一端线段对应相等想到旋转构造,对于第2问来说第2个图实用性很强,可以瞬间推出结论;
第三问需要利用角平分线所分线段对应成比例,这里八年级面积转化可以证出,这是以前分享过的图片;
第三问先证45°角(补上方法)
解法一:通过已知的2倍关系结合角分线比例关系,可以直角算出AE和DE关系,再通过旋转造全等结合面积求出正方形的边长,最后求CH长度仍然用角分线比例关系;
解法二:构造思路通过已知条件找角的关系,∠EAD+∠EDA=45°,结合角度关系通过正方形十字架垂直全等构造半角模型,再通过旋转证明出线段关系,通过设未知数在直角三角形中勾股定理即可求出AE和FG的关系,从而表示出AE和BQ,利用面积求出边长,再结合角分线所分线段成比例求CH长度;
解法三:我用了一个逆推中位线,但可能八年级也不能用,这个推出中点后求解很方便,只是提供个思路,大家可以借鉴下。当然求解CH方法也不唯一,我利用EH是角平分线所分线段成比例,求出HD,再结合直角三角形求解。也可以连接AC,因为AC和BD垂直,直接在勾股求CH即可。
根据解法三完善成八年级解法,这么构造后计算量大大降低,利用三角形底和高的关系进行转化,断断续续想了两天逐渐优化。
此题是典型的半角旋转结合12345题型的结论,如果九年级或者中考出现,很多方法都可以用,此题就没什么难度可言了。初中平面几何之所以难,就是难在方法要符合学生的认知规律,有年级限制及解法限制,毕竟要面向全体学生。
以上仅仅是个人思路,当然也借鉴一点高手解法,希望对大家有帮助,如果有好的解法也欢迎分享。
高老师,有一点小小疑问:你的解法一和解法三开始的部分都用到了∠BED=90°,这个直角如果不能用四点共圆证明的话,就应该先用其他方法证明一下吧,不然学生会感觉比较突兀。
我也只能解到这里,还有那个角平分线的第二性质差不多也就用完全等知识了。后面的利用面积解决边长的问题,除了相似和三角函数,我还真没想到八年级的方法[捂脸][捂脸][捂脸]。我大概只能猜人教版或者跟北师大有可能不一样呢,哈哈哈哈