人教版八年级数学下册P69页第14题:
如图1,四边形ABCD是正方形,点E是边BC的中点,∠AEF=90°,且EF交正方形外角平分线CF于点F.求证:AE=EF.
经过探究,甲同学认为要证明结论AE=EF,就需要证明AE和EF所在的两个三角形全等,但△ABE和△ECF显然不全等(一个是直角三角形,一个是钝角三角形),考虑到点E是边BC的中点,他想到的方法是如图2,取AB的中点M,连接EM,证明△AEM≌△EFC.从而得到AE=EF.
请你参考甲同学的方法解决下列问题:
(1)如图3,若把条件“点E是边BC的中点”改为“点E是边BC上的任意一点”,其余条件不变,证明结论AE=EF仍然成立.
(2)如图4,若把条件“点E是边BC的中点”改为:“点E是边BC延长线上的一点”,其余条件仍不变,那么结论AE=EF是否还成立?若成立,请完成证明过程,若不成立,请说明理由.
【分析】(1)在AB上取点P,连接EP,根据全等三角形的判定求出△PAE≌△CEF,再根据全等三角形的性质得出即可;
(2)延长BA至H,使AH=CE,连接HE,根据全等三角形的判定求出△HAE≌△CEF,再根据全等三角形的性质得出即可.
【解答】(1)证明:如图5,在AB上取点P,连接EP,使AP=EC,
∵四边形ABCD是正方形,
∴AB=BC,∠B=∠BCD=90°,
大家通过深度研究,又总结出了以下三种思路:
思路一:如图(6),在AB的延长线上截取BN,使BN=BE,连接NE,利用全等三角形和特殊四边形,转化得到线段之间的数量关系,获证;
思路二:如图(7),连接AC,过点E作EP⊥AC于点P,EQ⊥CF于点Q,利用全等三角形,获证;
思路三:如图(8),连接AC,作EG∥AB,交AC与点G,利用全等三角形,获证.
做完后,同学们展开了讨论,提出来以下想法:
若将题目改为:四边形ABCD是正方形,点E边BC上的任意一点,AE=EF,且EF交正方形外角平分线CF于点F.那么∠AEF=90°成立吗?
一番讨论后,认为结论是显然成立的,下面给出两种基本的方法。
方法一:(作垂直,计算边长,再证全等)在过F作交BC延长线于G.
设AB=a,BE=t, CG=FG=b.
方法二:(作垂直,构造正方形,再证全等)如图(11)中,连接AC,过点E作EP⊥AC于点P,EQ⊥CF于点Q.
∵四边形ABCD是正方形,
总之,本题属于四边形综合题,考查了正方形的性质,角平分线的定义,全等三角形的判定和性质等知识,解题的关键是学会添加常用辅助线,构造全等三角形解决问题.在解题过程中,学会一题多解,互换条件和结论进行变式训练,那么解题的思路将会更加开阔,知识的运用也会更加灵活.
【作者简介】胡云端,男,理学学士,全国高中数学联赛二级教练员,先后任教于湖北省某县一中,广东省重点高中,现任教于市直学校,主要从事中学数学教学、教育信息化与课程融合的教学与研究工作。2017年完成中央电教馆一项青年课题研究(立项号123440854),已结题;发表多篇论文,教学课件、论文、微课先后获得省级竞赛一二等奖。
【作者的最近文章选读】
【投稿须知】公众号《许兴华数学》诚邀全国各地中小学数学教师、教研员和数学爱好者热情投稿!来稿时请注意以下五点:
(1)来稿请注明真实姓名、工作单位、联系方式(无具体工作单位和真实姓名的投稿,一般都不会采用)。
(2)来稿一般要求同时用word文档和PDF格式的电子稿件(防止不同版本的Word打开时出现乱码)。另外,也接受少数著名教师的手写稿(手写稿必须清晰可读)。
(3)每篇文章请认真审查复核,防止错误发生,来稿文责自负。如有抄袭,则有可能被举报并受到有关著作版权部门的追责。
(4)投稿邮箱:chinamatha@163.com;或加主编微信xuxinghua168投稿(加时请注明:投稿).(5)本公众号对优秀作者和名师一般会附上“作者简介”,以让广大读者更好地了解作者的研究成果和方向,以便进一步学习作者的相关数学思想或解题方法。
联系客服