理清角的关联

海淀区九上数学第27题

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几何图形中各角之间的关联,往往是学生解题的难点,两个角之间的关系,通常情况下有相等、互余、互补三种基本关系,七年级我们学习平行线的时候,就已经开始初步尝试寻找角之间的关系,随着图形的复杂化,这种寻找数量关系的能力要求也随之提升。

题目

27.在△ABC中,AB=AC,∠B=α(0° <α<45°),d,e分别是bc,ac的中点,m是线段bd上的动点(不与b,d重合),连接de,em,将线段em绕点e顺时针旋转2α得到线段en,连接an.< pan>

(1)如图1,求证:AN=DM;

(2)如图2,连接MN交AB于点F,当MF=NF时,用等式表示线段FB与FA的数量关系,并证明.

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解析:

01

(1)显然DE是△ABC中位线,因此DE∥AB,于是∠EDC=∠B=α,得到∠AED=2α,而旋转角∠MEN=2α,我们便看到了两个相等的角,共用一个顶点,这便是“手拉手”模型的基本构造,因此我们可以证明△AEN≌△DEM,从而得到AN=DM;

02

(2)继续前面的思路,∠AED=∠MEN=2α,因此△AEN≌△DEM仍然成立,由点F是MN中点,不妨过点M作MG∥AN,构造新的全等三角形,如下图:

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平行线加中点的条件,△AFN≌△GFM,所以我们可以得到AN=GM,而前面又证明了AN=DM,于是GM=DM;

山重水复疑无路了……

我们从∠B=α开始,∠C=α,∠AED=2α,∠EDM=180°-α,由DE∥AB,还可以得到∠BAC=180°-2α(也可以由△ABC内角和得到),观察顶点A处的三个角:∠NAF、∠BAC、∠EAN,它们的和是360°,其中两个角已知,∠BAC=180°-2α,∠EAN=∠EDM=180°-α,于是得到∠NAF=3α,这是关键条件;

柳暗花明又一村!

借助全等进行转换,∠MGF=∠NAF=3α,它恰好是△BGM的外角,所以可求出∠BMG=2α,对于等腰△DMG而言,两个底角一定是α,于是得到∠GDM=α=∠C,DG∥AC,这下说明DG也是△ABC中位线,所以点G是AB中点,而点F是AG中点,所以FB=3FA.

解题思考

从走投无路到豁然开朗,中间经历的,是思考,当我们观察图形时,脑子里应该是各种角的关系,存在等量关系的角,是我们优先关注的,存在共顶点、共边的角,也应该是关注重点,尤其是全等三角形、特殊四边形中。

本题解法并不唯一,其实四边形AGDE是平行四边形,也可以证明,但无论哪种方法,突破口均来自∠B=α,使用字母表示出图中的角,更易于找到它们间的关系。