在很多數(shù)學(xué)問題中,一般通過一次轉(zhuǎn)化和化歸就能夠圓滿解決問題,但是在一些稍微復(fù)雜的數(shù)學(xué)問題中,一次轉(zhuǎn)化和化歸無法解決問題,需要重復(fù)運(yùn)用兩次以上,需要腦海里轉(zhuǎn)過彎來。一些轉(zhuǎn)化有其必然性,為什么是這樣轉(zhuǎn)化,而不是別的途徑,就要知其所以然,知其所以不然。 來看一道初中的證明題: 我們就來分析解說一下,從而明白轉(zhuǎn)化與化歸思想的重復(fù)運(yùn)用,以及知其所以然、知其所以不然。有些解說是為了便于大家由此及彼,舉一反三,單純做本題并不需要那么多想法。 證明角平分線的路: 1、定義:直接給出兩個(gè)角相等就不用你證明了,一般是要證明角相等。 而證明角相等的路: (1)角的運(yùn)算:運(yùn)用多邊形內(nèi)角和(三角形、四邊形……)、內(nèi)錯(cuò)角、對頂角、同位角等等。本題一看顯然不可能。 (2)證明三角形全等。 所有可用的條件只有兩點(diǎn):①平行四邊形ABCD,②AE=CF,條件不充分; 輔助線構(gòu)建一下,由B向AE、CF作垂線BM、BN于M、N(逆向思維:角平分線判定定理),依然不充分,除了一條公共斜邊,別的條件沾不上邊,HL用不了,AAS、ASA、SAS都顯然是用不了的。 (3)證明三角形相似:正弦定理,條件依然不充分。 2、判定定理:證明三角形全等,已經(jīng)是用不了的,那就只能走別的路了。 充分挖掘已知條件、輔助線的關(guān)系:BM⊥AE、BN⊥CF,AE=CF,垂直是一種特殊的關(guān)系,能拿來干啥相等的事情?兩對垂直線段怎么構(gòu)建起相等關(guān)系?前面已經(jīng)思考,角的運(yùn)算沾不上邊,全等、相似沾不上邊了,那只能長度的運(yùn)算咯! 運(yùn)算嘛,通常無非加減乘除。 要證BM=BN,而知道的BM⊥AE、BN⊥CF,AE=CF,加減顯然沾不上邊,除顯然也不可能,那么垂直這個(gè)關(guān)系怎么用就呼之欲出了: 證BM*AE=BN*CF 線段乘以線段是啥?面積!什么面積?顯然是三角形! 于是證1/2BM*AE=1/2BN*CF,即證S△BAE=S△BCF,這兩個(gè)三角形面積怎么聯(lián)系起來?一看還有個(gè)大條件平行四邊形ABCD沒有使用的嘛!△BAE、△BCF都與平行四邊形ABCD同底等高,一下就聯(lián)系起來了。證明過程從這里反過去寫就是了。 這里用到兩次轉(zhuǎn)化和化歸思想:證角平分線(也就是角相等)利用判定定理轉(zhuǎn)化為線段相等,證線段相等利用垂直關(guān)系轉(zhuǎn)化為證面積相等。 注意一下轉(zhuǎn)化的手段,垂直、平行關(guān)系等一些特殊的關(guān)系在轉(zhuǎn)化和化歸中有大用!除了最直接的連接,作垂線、平移等,從而分割、補(bǔ)形為等腰直角三角形、平行四邊形等特殊基本圖形。 ?當(dāng)然腦海里思考的過程不需要這么多東西,大概思考就是:直接證角相等(三角形全等、相似構(gòu)建不充分)不可能,只能用角平分線判定定理轉(zhuǎn)化為證長度相等,而三角形全等構(gòu)建不充分,只能通過垂直關(guān)系、長度運(yùn)算(加減乘除,兩線段垂直垂直顯然只能是乘)轉(zhuǎn)化為證面積相等。 當(dāng)然上面討論那么多是為了大家都能夠明白和注意,其一、轉(zhuǎn)化和化歸思想可能不是用一次就一步到位了,可能重復(fù)用到;其二、知其所以然,知其所以不然:轉(zhuǎn)化中為什么不能直接證角相等,不能用三角形全等(HL、AAS、ASA、SAS條件都是顯然無法構(gòu)建充分條件的)、相似(正弦定理的條件也不具備),所以通過垂直關(guān)系最終把長度轉(zhuǎn)化到面積上的必然性是顯而易見的。 |
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