利用平行線構造相似三角形,用這道題來訓練效果最好
在學習相似三角形的判定時,除了定義之外,我們第一個學習的就是利用平行線構造相似三角形,也因此,我曾經在課堂上調侃這種方法為「有平行必有相似」,在隨後的多次練習中,利用平行線也的確解決了不少構造相似的問題。尤其是下面這道題,我認為對學生觀察圖形的訓練應該是比較全面了。
題目
已知:△ABC中,D為BC邊上中點,E為AC邊上一點,且AE:AC=1:3,連接AD和BE,相交於點F,求AF:FD的值.
解析:怎麼想到去用相似?這個問題的實質就是相似三角形運用的必要性,由於題目中給出的條件是線段之間的比例關係,而最後結果中求的也是線段之間的比例關係,所以需要成比例線段,而成比例線段在相似三角形中是非常容易得到的,故此需要構造相似三角形。根據「有平行必有相似」,我們選擇作平行線,但具體在哪裡作?構造出什麼樣的相似三角形,方法非常多。
第一種方法,從點D和點E的位置,前者是中點,後者是三等分點,於是想到把AC上剩下的那個三等分找到,過點D作DG∥BE,交AC於點G,得到雙A型相似,如下圖:
構造出的第一對相似三角形是△CDG∽△CBE,當然,利用DG是中位線同樣可行,第二對相似三角形是△AEF∽△ACD,它們的相似比都是1:2,於是很順利地找到AF:FD=1;
第二種方法,依然過點D作平行線,但朝另一個方向,即作DH∥AC,交BE於點H,如下圖:
既然經過點D作平行線,那第一對相似三角形△BDH∽△BCE,相似比依然是1:2,中位線同樣可行,可以得到DH=AE,此時第二對已經不是相似三角形了,而變成了全等,△AEF≌△DHF,結果AF:FD=1;
第三種方法,過點C作BE的平行線,使用這種方法的同學想必對中線倍長印象頗深,因為它們作出來效果的確很類似,過點C作CI∥BE,交AD延長線於點I,如下圖:
這種方法在計算上稍多,同樣構造出了第一對相似三角形,△AEF∽△ACI,相似比為1:3,而第二對,△BDF≌△CDI,於是FD=ID,再結合前面的AF:AI=1:3,可得結果AF:FD=1;
第四種方法,過點C作AD的平行線,和上一種方法類似,交BE的延長線於點J,如下圖:
我們同樣發現,構造出的第一對相似三角形,△BDF∽△BCJ,相似比為1:2,而第二對相似三角形,△AEF∽△CEJ,相似比同樣為1:2,碰巧的是在兩對相似三角形的對應邊當中,AF與FD都對應CJ,於是AF:FD=1;
第五種方法,至此,過點C和D基本能作的平行都作了,是否能換成其它點?比如A?答案是可以,過點A作BC的平行線,交BE延長長於點K,得到雙X型相似,如下圖:
這一次,構造出的兩對相似三角形均為X型,並且第二對相似三角形實質上是全等,即△AEK∽△CEB,相似比為1:2,從而AK=BD,於是△AFK≌△DFB,得到AF:FD=1;
第六種方法,過點B構造平行線呢?也可行,過B點作AD的平行線,交AD延長線於點M,同樣得到雙X型相似,如下圖:
第一對相似三角形其實又是全等,△BDM≌△CDA,而第二對相似三角形,△AEF∽△MBF,相似比為1:3,若設AF=x,則AM=4x,而AD=MD=2x,得到FD=x,於是AF:FD=1。
解題反思
無論哪種構造平行線的方法,總要去嘗試才能發現,在課堂上,先後有四位同學想出了不同的構造方法,對於他們來講,這節課的收穫是非常大的。只要認真去想了,也認真去做了,哪怕沒有第一時間想出來,課堂上肯定有所得。特別地,每種方法中,為什麼要這樣構造平行線,是最值得集中注意力的時間段。而做完這道題之後,把所有這些作法都回顧一遍,歸納一下它們的共同點和不同點,就是很好的方法儲備,我相信,再複雜的構造相似三角形,其根本出發點與本題是一樣的。