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手拉手,我们都是好朋友

我们再看一个手拉手模型的例子。

这个题目是2006年山东省的竞赛题。在△ABC中,AB=3,AC=4,BC=5,△ABD,△ACE,△BCF都是正三角形,求四边形AEFD的面积是多少?

如果把图画准,不难看出四边形AEFD是个平行四边形,而AD和AE的长度我们是知道的,于是我们的目标就变成了求一条高。

然而,根据勾股定理,我们很容易知道∠BAC=90°,从而∠DAE=150°,也就是说,这是有一个底角为150°,两条临边长分别为3和4的平行四边形,求它的面积是非常容易的事情了。我们只需要过A向DF作垂线,利用顶角为30°的直角三角形三边关系,马上可以得到高为3/2,于是面积就等于3/2×4=6。

如果这是个填空题,题目就完成了。没错,对待小题目就要这种态度,不能把小题目当大题目来做,像这种肉眼观察法,还有极限状态法等等,都是常用的手段。有个成语叫小题大做,就是指这种填空选择做的很严格,这是要批判的。

那么如果是大题,这时候我们就剩下证明四边形是平行四边形这一个难点了。利用手拉手模型马上可以知道,△DBF全等于△ABC,也全等于△EFC,于是EF=AD,FD=EA,这个题目就做完了。

再看一例。

已知△ABC、△ADE、△DBF都是等边三角形(顶点逆时针排列),且△ADE、△DBF都在

△ADB的内侧。求证:CD和EF互相平分。

讲道理,我自己读中学的时候,看见这种实线交叉来交叉去的图,心里就会发凉,所以作为过来人,给家长一个忠告:一定要让孩子消除恐惧心理,不管什么样的题目,如果内心觉得烦了,那就离失败不远了。

事实上,如果我们静下心来分析题目就会有很大的收获。我们还是采用题干加结论综合分析的办法来看看。

题干中有三个正三角形手拉手,所以这里会有很多的全等,也就带来很多线段以及角度的对应相等,具体用哪组当然要根据结论再决定。

结论是什么呢?CD和EF互相平分。我们知道,线段互相平分这几个字是和平行四边形的对角线紧密联系在一起的,这是一组充要条件——即平行四边形的对角线互相平分,对角线互相平分的四边形是平行四边形。这个也必须作为一种套路积累起来。前面的半句很多人能想起来,后面这半句能马上反应过来的不多,注意啊,这是要作为套路,而不是结论,这差别在哪儿呢?套路就是马上能想起来,结论就是知道这么回事。

所以这个时候就转化成证明CEDF是平行四边形上了。那么证明一个四边形是平行四边形有四种办法:两组对边相等,一组对边平行且相等,两组对边平行,对角线互相平分。在手拉手模型里,平行难得而相等易求,这时候我们看能不能直接两组对边相等。

容易证明△ACE和△ABD全等,于是CE=BD=DF;容易证明△BDA全等于△BFC,于是CF=AD=ED,即CEDF是平行四边形。

所以很多时候,人是被自己吓倒的。等边三角形的手拉手模型就讲到这里,我们总结出以下几点:

  • 手拉手模型的实质是旋转变换,而且正三角形为基础的手拉手模型是旋转60°的;

  • 手拉手模型会带来大量的全等,因此尽量往数量关系上靠。

这两点最好是让孩子自己来总结,然后家长再指导,尽量别干把馍嚼碎了喂孩子的事儿,得让孩子自己和面、揉面、蒸馍,自己啃,这样收获才大,才能记得住。

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