多角度搜索证明法_ae论文

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多角度思考问题,能促使思维触角伸向不同的方向,锻炼我们的思维,有利于培养思维的灵活性、多向性、与创造性,也是提高解题能力的一个有效途径,本文以一道试题为例,从不同角度来寻求它的证法。

题目 如图1,已知AD为△ABC的中线,E为AC上一点,连接BE交AD于F,且AE=FE。

求证:BF=AC。

图1

一、设参数法证明

证法1:过D作DG∥BE交AC于G(如图1),则

∠ADG=∠AFE,

由AE=FE,知∠EAF=∠AFE,

所以∠ADG=∠EAF,所以AG=DG。

因为BD=CD,所以CG=EG,

于是有BE=2DG(三角形中位线定理),

设AE=FE=a,AG=DG=b(b>a),

则BF=2b-a;

而AC=AE+EG+GC=2AE+2EG-AE=2(AE+EG)-AE=2AG-AE=2b-a,所以AC=BF。

证法2:过D作DG∥AC交BE于G(如图2),则∠EAF=∠GDF。

由AE=FE,知∠EAF=∠AFE。

所以∠AFE=∠GDF。

又∠AFE=∠GFD,

所以∠GDF=∠CFD,所以GF=GD;

图2

由BD=CD,可得BG=GE,

所以EC=2DG。

设AE=FE=a,GF=DG=b,则

AC=AE+EC=a+2b。

又BF=BG+GF=GE+GF=EF+2GF=a+2b,所以AC=BF。

二、运用比例线段证明

证法3:过E作EG∥BC交AD于G(如图3),

图3

又BD=CD,AE=EF,

所以AC=BF,

图4

证法4:过E作EG∥AD交BC于G(如上页图4),

所以,

又BD=CD,AE=EF,

所以AC=BF。

证法5:过F作FG∥AC交CD于G(如图5),则

图5

∠EAF=∠DFG。

又∠EAF=∠AFE。

所以∠AFE=∠DFG,

由∠AFE=∠BFD,知∠BFD=∠DFG,

即FD评分∠BFG,所以

而BD=CD,所以AC=BF。

三、构造三角形中位线证明

证法6:分别取AB、AF的中点G、H,连接DG、GH(如图6)。

图6

因为BD=CD,BG=GA,

所以DG∥AC,AC=2DG。

由DG∥AC,可得∠GDH=∠EAF,

同理得BF=2GH,∠GHD=∠AFE,

又∠EAF=∠AFE,

所以∠GDH=∠GHD,

于是GD=GH,所以AC=BF。

四、构造等腰三角形证明

证法7:过C作CG∥AD交BF的延长线于点G(如图7),则

∠EAF=∠ECG。∠EFA=∠G,

图7

因为AE=EF,所以∠EAF=∠EFA。

从而有∠ECG=∠C,

于是EC=EG,所以AC=BF。

证法8:过B作BH∥AD交CA的延长线于点H(如图8),则

∠EAF=∠H。∠EFA=∠EBH,由AE=EF,知∠EAF=∠EFA,

图8

所以∠H=∠EBH,

于是HE=BE,从而有AC=BF。

五、构造平行四边形证明

证法9:延长AD于G,使DG=AD,连接GB、GC,则四边形ABGC为平行四边形(如图9),

图9

所以AC=BC,AC∥BG。

由AC∥BG,知∠BGF=∠EAF,

又∠EAF=∠AFE,∠AFE=∠BFG,

所以∠BGF=∠BFG,所以BG=BF,即AC=BF。

六、构造三角形全等证明

证法10:如图10,延长AD到G,使GD=AD,连接BG,则

△BDG≌△CDA,类似于方法10,容易证得AC=BF。

图10

证法11:如图11,延长FD到G,使GD=DF,连接CG,则△BDF≌△CDG,

所以BF=CG,且∠G=∠BFD,

又∠EAF=∠AFE,∠AFE=∠BFD,所以∠G=∠EAF,于是AC=GC,所以AC=BF。

七、运用旋转变换证明

证法12:把△BDF绕点D逆时针旋转180°得△CDG(如图11),则

图11

BF=CG。∠BFD=∠G。

因为∠EAF=∠AFE,∠AFE=∠BFD,

所以∠EAF=∠G,

于是AC=CG,所以AC=BF。

证法13:把△ACD绕点D顺时针旋转180°得△GBD(如图10),类似于方法12,易证得AC=BF。

八、运用轴对称变换证明

证法14:如图12,以AD为轴,作△ACD的对称图形△AGD,连接BG、GC,设GC与AD的交点为H,则有

图12

AC=AG,∠GAD=∠CAD,HC=HG。

因为∠CAD=∠AFE,

所以∠GAD=∠AFE,

所以AG∥BE。由CD=BD,且HC=HG,知DH∥BG,即AD∥BG,

所以四边形AGBF为平行四边形,于是有AG=BF。所以AC=BF。

图13

证法15:如图13,以DF为轴,作△FBD的对称图形△FGD,连接BG、GC,设GB与AD的延长交于点H,则BF=FG,类似于方法12,易证ACGF为平行四边形,所以AC=FG,即AC=BF。

从不同角度来分析同一个问题,既能加深对问题的理解,沟通知识间的内在联系,形成知识网络,也能拓宽思路,积累解题经验,提高解题技能,同时,对于培养学生创新思维能力也是十分有益的。

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