作輔助線是解答幾何證明題的關鍵。一道題能否順利地解出,很大程度上取決于輔助線的添加是否有效,所以輔助線實際上是從已知到未知的一座橋梁,搭好了就能順利過河,到達彼岸,否則即使方向正確,中間隔著一條河,仍然到不了目的地。而且,通過添加輔助線,還可以進一步培養學生的邏輯思維能力,但是,如何作輔助線呢?下面淺談自己的一些看法。
一、按照作圖方法,遵循一般規律添加輔助線
一些較為簡單的題目,只需要按照作圖方法添加一兩條輔助線即可解出,并且這類題由已知條件結合圖形即可找到添加輔助線的方法,因此,只需在講題時告訴學生一般規律。
1.平移:多用于梯形或三角形中。如作相鄰梯形腰的平行線等,使條件相對集中,從而使問題得解。
例1.已知梯形ABCD,AD//BC,AD=1,BC=4,BD=3,AC=4.求梯形的面積。
分析:根據已知的條件,要直接求出梯形的面積,需要知道梯形的高,這很難直接求出,因此,要想法添加輔助線使問題得以解決。如圖,過D作AC的平行線與BC的延長線交于E,得?荀ABCD,這樣ΔBED各邊為已知,并且正好是一個直角三角形,故梯形的面積可求出(S梯形ABCD=S△BED),若△BED不是直角三角形,則可利用海倫定理求△BED的面積,或者利用勾股定理求三角形BED的高,使問題得以解決。
2.轉換:利用延長線或平行線轉換已知條件,使條件集中。
例2.已知△ABC中,AD是BC邊上的中線,若AB>AC,
求證:∠BAD<∠CAD.
分析:如圖,延長AD到E,使AD=DE,連結CE(或BE),易證CE=AB,∠E=∠BAD,從而把已知、未知轉換在△AEC中,可以使問題得以解決。
本題也可過D作DE∥AB交AD的延長線于E,證法同上。
3.代替:有的題中需要用第三量作媒介,以達到證明的目的。這樣可以作第三量,以聯系另兩個量,使問題得證。
例3.如圖,從?荀ABCD各頂點作直線l的垂線AA′、BB′、CC′、DD′,A′、B′、C′、D′為垂足。求證:AA′+CC′=BB′+DD′.
分析:由已知條件可以發現這四條線段平行,如果把AA′、CC′,所在線段歸在一個圖形中,即連結AC,同理,連結BD交AC于O,可知,AA′C′C和BB′D′D是梯形,且AA′、CC′、BB′、DD′分別是兩個梯形的上下底,由O是對角線的交點,互相平分及梯形中一定理可知,只需作出OO⊥l,問題就可以得證。
4.旋轉:繞某點旋轉到適當位置,使條件相對集中。
例5.等腰三角形一腰上的高與底邊所夾的角等于頂角的一半。
二、作輔助線必須注意的事項
1.作輔助線以基本作圖為準,否則不成立。
如:等腰三角形頂角平分線是底邊上的高和中線,但在作輔助線時只能敘述為過A作AD垂直BC于D點,或者取BC的中點,連結AD,或者作角A的平分線交BC于D點,而不能敘述為作AD垂平分BC于D。
2.同一個問題,同一條輔助線,有可能這種作法能使問題得證,而另一種作法不能使問題得證,要注意輔助線作法的敘述。
(作者單位 河南省南陽市桐柏縣方樹泉中學)