四點共圓模型的常用三個性質,你了解嗎

2020-12-14 國哥說數學

數學解題的法寶-思路開闊

初中幾何最頭疼的就是做輔助線,知道在哪裡做輔助線,問題基本就解決了90%。而解題思路也是這樣,一個題採用什麼思路去做最關鍵,如果你的思路都錯了,那麼肯定是陷入死胡同,這個時候就要迷途知返。我們平常積累那麼多數學模型、解題思想,不防在頭腦裡過一下,很多情況下,當你想到某個模型時,它恰恰就是解決當前問題的法寶。

四點共圓模型是一種解題思想,但任何題目裡都不會告訴你,親愛的同學,請用四點共圓思想來解題吧。那麼,我們頭腦裡,就要快速迭代平常積累的一些模型。也許我們首先想到利用三角形相似的思路來解題,不過很快發現,可能思路不對,那這個時候就要迅速聯想其他解題思路。也許我們第二次想到的思路在一番嘗試後感覺還是不可行的話,就要當機立斷考慮第三種思路。當然,如果你自我感覺這個題用某個思路一定能做出來,那也要自信地堅持下去。

很多考生往往就是看到一個題後,首先想到一種思路,就非常執著於這個思路,使勁地琢磨。殊不知,這個思路可能根本行不通,也就是說你花再多的時間繼續做下去,前面也是懸崖絕壁。所謂「浪子回頭金不換」,我們平常說的思路開闊就是意指嘗試多種思路解題。做數學題,也是有「退一步海闊天空」的微妙境界。

四點共圓三性質

同一平面內的四個點在同一個圓上,則這四個點共圓,簡稱「四點共圓」。四點共圓有三個常用的性質:(1)共圓的四個點所連成同側共底的兩個三角形的頂角相等;(2)共圓的4個點構成的內接四邊形對角互補;(3)圓內接四邊形的外角等於內對角

應用舉例

如圖,在△ABC中,BD、CE是AC、AB邊上的高,∠A=60。求證:ED=BC/2。

拿到題,第一先整理一下條件,並分析下核心條件,某些條件能直接推出什麼明顯的結果。突破口在哪裡?本題兩條高,一個60度已知角。由於三角形並沒有說AB和AC是相等的,所以,兩腰上的高似乎直接推不出什麼有利的結果,貌似難以直接利用這兩條高的條件。那麼我們把突破口放到60度這個條件上。60度是一個特殊角,在結合高的條件,很容易想到AE=AC/2,AD=AB/2。

接下來怎麼辦?BC長度和AB,AC的長度沒有直接關係。思路似乎就在這裡受阻了。大腦裡放一遍電影吧。求線段是另一線段的1/2有哪些模型或思路?截長補短,三角形相似等等。可以看到,本題如果是倍長ED,然後去證明和BC相等的可能性極小,因為ED並不一定是中點。如果取BC中點(截取思想),然後連接ED兩點,題目的線條和角度關係會變得紛繁複雜,成功解題的可能性也很小,立馬打住。

那麼「退一步海闊天空」,截長補短不行,再來看看三角形相似,剛才我們已經證明到了AE=AC/2,那麼AE和AC分別在△AED和△ABC裡,剛好包括要證明的線段ED和BC,那如果證明了△AED∽△ABC,問題得到證明。∠A是兩個三角形的公共角,只需要再證明另一個角相等即可。到這裡,本文的主角四點共圓就「閃亮登場「了。因為∠BEC=∠BDC=90,所以BCDE四點共圓,利用前面提到的第3條性質,∠AED=∠ACB,所以△AED∽△ABC,那麼ED/BC=AE/AC=1/2。

回顧一下,如果在證明△AED∽△ABC的過程中,你沒有想到四點共圓的模型和性質,那麼心情將變得煩躁不安。可見平常對數學模型的提煉和總結是何等何等何等的重要啊。

總結

實際上,四點共圓考得較多的還是這種公共邊是直徑,然後兩頂角是直角的情況,而且當兩個頂角是直角時,不在同側也是四點共圓的。一般地,題目中並沒有為你畫出圓,因此常常稱四點共圓的圓是個「隱圓「,即隱藏的圓。

幾何題裡只要看到如下的模型,就應該想到四點共圓,儘管解題思路並不一定非要用到四點共圓的性質,但是你的腦海裡一定要像流星一樣閃耀划過「四點共圓「四個大字。

口訣:兩個直角共斜邊,四點共圓腦海現

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