题目:已知正方形 ABCD , P 是CD 上的一点,以 AB 为直径的圆⊙O 交 PA 、 PB 于 E 、 F ,射线 DE 、CF 交于点 M .
求证:点 M 在⊙O 上.
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解法一:
如果M点在圆上,就有很多和圆有关的特征可以使用,所以尝试先假设一个DE和圆的交点M’,结论转化为求证M’点和M点重合。
连接M’C交圆与F’点。如果能证明F和F’重合,则说明M和M’重合。
这又意味着求证劣弧EF=劣弧EF’,最终转化为求证∠EM’F’=∠EBF
接下来从已知条件顺推,易知B,C,P,E四点共圆,∠EBF=∠ECD
而因为M在圆上,DE·DM=DA²=CD²,得到ΔDM’C~ΔDCE,∠EM’F=∠ECD
所以∠EM’F’=∠EBF,已知条件和结论会师。
解法二:换一种思路,结论相当于要证M,A,B,E,F多点共圆。尝试证这些现有的点,困难重重,考虑引入圆上新的点,目标是新的点和右边的正方形有更紧密的联系。
最显著的点是正方形的中心G点,根据正方形的对称性,G必然在圆O上。
考虑M,G和A,B,E,F中某两点共圆后的等价推论。尝试M,E,G,F,则有∠M+∠EGF=180和∠MEG+∠MFG=180.
观察这些角是否能向外转化。因为∠DPG+∠CPG=180,如果能转化到这俩角上,结论就成立,这相当于求证E,G,P,D和F,G,P,C分别四点共圆。
这个条件通过G点的特殊性得以实现。因为不管P点如何运动,G点的位置不变,并且∠PDG=∠CPG=45恒定。由于A,B的位置也是固定的,这导致∠PEG和∠PFG恒等于BD、AC和AB的夹角45度。这说明,不论P点在哪个位置,∠PEG=∠GDP=45,∠PFG=∠GCP=45,两个四点共圆的判定条件满足,已知条件和结论会师。
总结:本题思路不难,难在于需要对图形的性质判定有熟练的掌握,不论是三点共线的判定,还是以正方形中心为基点的4个四点共圆的判定,都要对图形的特征有足够敏感,才能一步一步地沿着结论的方向尝试到正确的道路。
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