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《旋轉(zhuǎn)法的妙用.doc》由會員上傳分享,免費在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。
1、巧用旋轉(zhuǎn)法解幾何題將一個圖形繞著某一點旋轉(zhuǎn)一個角度的圖形變換叫做旋轉(zhuǎn),由旋轉(zhuǎn)的性質(zhì)可知旋轉(zhuǎn)前后的圖形全等,對應(yīng)點到旋轉(zhuǎn)中心的連線所組成的夾角等于旋轉(zhuǎn)角。旋轉(zhuǎn)法是在圖形具有公共端點的相等的線段特征時,可以把圖形的某部分繞相等的線段的公共端點,旋轉(zhuǎn)另一位置的引輔助線的方法,主要用途是把分散的元素通過旋轉(zhuǎn)集中起來,從而為證題創(chuàng)造必要的條件。旋轉(zhuǎn)方法常用于等腰三角形、等邊三角形及正方形等圖形中?,F(xiàn)就旋轉(zhuǎn)法在幾何證題中的應(yīng)用舉例加以說明,供同學(xué)們參考。例1.如圖,在Rt△ABC中,∠C=90°,D是AB的中點,E,F(xiàn)分別AC和BC上,且DE⊥DF,求證:EF2=AE2+BF2分析:從所
2、證的結(jié)論來看,令人聯(lián)想到勾股定理,但注意到EF,AE,BF三條線段不在同一個三角形中,由于D是中點,我們可以考慮以D為旋轉(zhuǎn)中心,將BF旋轉(zhuǎn)到和AE相鄰的位置,構(gòu)造一個直角三角形,問題便迎刃而解。證明:延長FD到G,使DG=DF,連接AG,EG∵AD=DB,∠ADG=∠BDF∴⊿ADG≌⊿BDF(SAS)∴∠DAG=∠DBF,BF=AG∴AG∥BC∵∠C=90°∴∠EAG=90°∴EG2=AE2+AG2=AE2+BF2∵DE⊥DF∴EG=EF∴EF2=AE2+BF2例2,如圖2,在⊿ABC中,∠ACB=90°,AC=BC,P是⊿ABC內(nèi)一點,且PA=3,PB=1,PC=2,求∠
3、BPC的度數(shù).分析:題目已知條件中給出了三條線段的長度和一個直角,但已知的三條線段不在同一三角形中,故可考慮通過旋轉(zhuǎn)變換移至一個三角形中,由于⊿ACB是等腰直角三角形,宜以直角頂點C為旋轉(zhuǎn)中心。解:作MC⊥CP,使MC=CP,連接PM,BM∵∠ACB=90°,∠PCM=90°∴∠1=∠2∵AC=BC,∴⊿CAP≌⊿CBM(SAS)∴MB=AP=3∵PC=MC,∠PCM=90°∴∠MPC=45°由勾股定理PM====2,在⊿MPB中,PB2+PM2=(2)2+12=9=BM2∴⊿MPB是直角三角形∴∠BPC=∠CPM+∠MPB=45°+90°=135°例3,如圖3,直角三角形A
4、BC中,AB=AC,∠BAC=90°,∠EAF=45°,求證:EF2=BE2+CF2分析:本題求證的結(jié)論和例1十分相似,無法直接用勾股定理,可通過旋轉(zhuǎn)變換將BE,CF轉(zhuǎn)移到同一個直角三角形中,由于⊿BAC是等腰直角三角形,不妨以A為旋轉(zhuǎn)中心,將∠BAE和∠CAF合在一起,取零為整。A證明:過A作AP⊥AE交BC的垂線CP于P,連結(jié)PF∵∠EAP=90°,∠EAF=45°∴∠PAF=45°∵∠BAC=90°∴∠BAE=∠PAC∵AB=AC,∴∠B=∠ACB=∠ACP=45°∴⊿ABE≌⊿ACP(ASA)∴PC=AE,,AP=AE∴⊿AEF≌⊿APF(SAS)∴EF=PF故在Rt
5、⊿PCF中,PF2=CF2+PC2,即EF2=CF2+AE2例4,如圖4,正方形ABCD中,E,F(xiàn)分別在AD,DC上,且∠EBF=45°,BM⊥EF于M,求證:BA=BM分析:本題與例3相同之處在于直角三角形家夾有45°角,可利用相同的方法,將∠ABE和∠CBF“化散為整”來構(gòu)造全等三角形。證明:延長FC到N,使CN=AE,連結(jié)BN∵四邊形ABCD是正方形∴AB=AC,∠BAC=90°∵∠EBF=45°∴∠ABE+∠CBF=45°由⊿ABE≌⊿CBN知BE=BN,∠CBN=∠ABE∴∠CBN+∠CBF=45°,即∠EBF=∠NBF又BE=BN,BF=BF∴⊿EBF≌⊿NBF(
6、SAS)∴BM=BC∴BM=BA例5、如圖6,五邊形ABCDE中,AB=AE,BC+DE=CD,∠ABC+∠AED=180°。求證:∠ADE=∠ADC。解析:條件中有共點且相等的邊AE和AB,可將△ADE以點A為中心,順時針方向旋轉(zhuǎn)∠BAE的角度到△AFB的位置,如圖7。這就使已知條件∠ABC+∠AED=180°和BC+DE=CD通過轉(zhuǎn)化得到集中,使解題思路進一步明朗。由△ADE≌△AFB,得∠AED=∠ABF,∠ADE=∠AFB,ED=BF,AF=AD。由∠ABC+∠AED=180°,得∠ABC+∠ABF=180°。所以C、B、F三點共線。又CD=BC+DE=BC+BF=C
7、F,故∠CFD=∠CDF。由AF=AD,得到∠DFA=∠FDA?!唷螦DE=∠AFB=∠CFD+∠DFA=∠CDF+∠FDA=∠ADC。例6、如圖,P是等邊三角形ABC內(nèi)的一個點,PA=2,PB=,PC=4,求△ABC的邊長。分析:PA、PB、PC比較分散,可利用旋轉(zhuǎn)將PA、PB、PC放在一個三角形中,為此可將△BPA繞B點逆時針方向旋轉(zhuǎn)60°可得△BHC。解:把△BPA繞B點逆時針方向旋轉(zhuǎn)60°得到△BHC。因為BP=BH,∠PBH=60°所以△BPH是等邊三角形所以∠BPH=60°,所以BP=PH又