在平行四邊形這一章節中,除了幾何思想外,還可以與代數思想相結合在,真正做到數形結合。平行四邊形中方程思想、轉化思想與構造思想很重要,需要做到活學活用。
01方程思想
在幾何圖形中,有些題目需要設未知數找等量關係比直接解題要方便簡單,常見的為已知四邊形的面積、周長、線段的和差關係等。
例題1:如圖,四邊形ABCD是平行四邊形,AE⊥BC於E,AF⊥CD於F,AE=4,A=5,四邊形ABCD的周長為36,求AB,BC的長.
分析:已知平行四邊形的周長,利用公式可知鄰邊之和為周長的一半,根據平行四邊形的面積不變(即等積法)可得到鄰邊之間的倍數關係,通過設兩個未知數,得到關於鄰邊的方程組,求出方程組的解即可。
解:在ABCD中,CD=AB.
∵ABCD的面積=BC·AE=CD·AF,
AE=4,AF=5,
∴4BC=5CD,即BC:CD=5:4
設BC=5x,CD=4x,
又2(AB+BC)=36,
∴AB+BC=18,即BC+CD=18,
∴5x+4x=18,解得:x=2
∴BC=5x=10,CD=4x=8,
即AB=8,BC=10.
鞏固練習:已知平行四邊形ABCD的周長為28,對角線AC,BD相交於一點O,且△AOB的周長比△BOC的周長大4,求AB,BC的長.
02轉化思想
平行四邊形的一條對角線可將平行四邊形分割成兩個全等的三角形,兩條對角線可將平行四邊形分割成四個三角形,相對的兩個三角形全等,四個三角形的面積相等,都等於整個平行四邊形面積的四分之一。解決四邊形的長度、面積問題時有些時候需要轉化為三角形問題,有時也需要用四邊形的中心對稱性進行轉化。
例題2:如圖,在ABCD中,對角線AC,BD相交於點O,過點O作直線交AD於點E,交BC於點F,若ABCD的面積為30 cm2,求圖中陰影部分的面積.
分析:求陰影部分的面積,陰影部分由三個三角形組成,如果一個一個求三角形的面積,比較繁瑣,如果用平行四邊形的中心對稱性進行轉化就可以輕鬆解決了。可以證明△BOF與△DOE全等,根據全等三角形的面積相等,可將△BOC的面積轉化為△DOE的面積,那麼陰影部分的面積即為△ACD的面積,而△ACD的面積又等於平行四邊形ABCD 面積的一半。
解:∵四邊形ABCD是平行四邊形,
∴AD=CB,DC=BA.
∵AC=CA,
∴△ABC≌△CDA.
∴S△ABC=S△CDA=SABCD÷2=15(cm2).
∵四邊形ABCD是平行四邊形,
∴OD=OB,AD∥BC.
∴∠OED=∠OFB,∠EDO=∠FBO.
∴△DOE≌△BOF,
∴S△DOE=S△BOF.
∴S陰影部分=S△BOF+S△AOE+S△COD =S△DOE+S△AOE+S△COD=S△CDA=15 cm2.
鞏固練習:如圖,在ABCD中,對角線AC,BD交於點O,EF過點O與AB交於點E,與CD交於點F,GH過點O與AD交於點G,與CB交於點H。
求證:GF=EH.
03構造法
構造法是根據題設條件或結論具有的特徵、性質,構造出滿足條件或結論的數學模型,藉助該數學模型來解決原數學問題的解題方法.對於某些問題,常採用構造平行四邊形的方法,從而利用平行四邊形的性質使問題變得簡單。
例題3:如圖,AD為△ABC的中線,E為AC上一點,連結BE交AD於點F,且AE=FE。求證:BF=AC.
分析:本題可以利用倍長中線法來解題。延長AD至N,使DN=AD,連接BN,可證明△BDN≌△CDA(SAS),則BN=AC,∠CAD=∠N,根據AE=EF,得∠CAD=∠AFE,可證出∠N=∠BFG,即得出AC=BF,也可構造平行四邊形來解決。
證明:如圖,延長AD至N,使DN=AD,連結BN,CN,則四邊形ABNC是平行四邊形.
∴BN=AC,BN∥AC,
∴∠BNA=∠NAC.
∵AE=FE,
∴∠FAE=∠AFE.
∵∠AFE=∠BFN,
∴∠BFN=∠BNF.
∴BN=BF,
∴BF=AC.