初中數學:完全平方、勾股、面積公式在解三角形不等關係中的運用...

2021-01-08 二哥數學

初中數學中,解三角形一直是不怎麼令人愉快的事,一則它涉及知識點眾多:全等三角形、相似三角形、勾股定理等邊邊、角角、邊角關係;二則命題方式層出不窮,總有些讓人意外的「驚喜」……

其實,無論題目是如何千變萬化的,但萬變不離其宗,定義、公式、定理等基礎知識是不變的,考來考去,也無非是對基礎知識點及其運用的考察。

※證明三角形中不等關係的常用方法

①把所證邊、角聚合到一個三角形中去比較;

②構造全等三角形或等腰三角形,通過轉化成相等的情況來研究不等問題。

例:如圖,在△ABC中,角A=90度,AD丄BC,垂足為D,求證:AD十BC>AB十AC。

分析:因為要證的不等式的兩端均為兩線段之和,故此考慮構造線段和(差)轉化為兩線段不等問題。

證法一

證明:延長AC到E,使CE=AB,延長BC到F,使CF=AD,連接BE、EF,如圖所示。

∵角BAD=角ACD=角ECF,

在△ABD和△CEF中

CE=AB,

角BAD=角ECF,

CF=AD,

∴△ABD≌△CEF。

∴角F=角ADB=90度,EF=BD。

而AE=AC+CE=AC+AB,BF=BC+CF=BC+AD,

BF^2=BE^2一EF^2=BE^2一BD^2,

AE^2=BE^2一AB^2,

又EF=BD<AB,∴BF^2>AE^2,BF>AE。

因此AD十BC>AB十AC。

雖然上面的證明方法是證明三角形不等關係的常用方法,但並不是唯一的方法。有時,把以前所學的基礎知識綜合起來運用,也許會令人眼前一亮,有種豁然開朗的感覺。關鍵在於你還記得以前學過的東西,而且還能串連起來。

完全平方公式:(a±b)^2=a^2±2ab+b^2,

勾股定理:a^2十b^2=c^2,

三角形面積公式:S=1/2底x高。

分析:

①要證明AD十BC>AB十AC成立,我們可以證明左式的平方大於右式的平方即可,

即(AD十BC)^2>(AB十AC)^2;

②該不等式的兩邊囊括了三角形的三條邊和斜邊上的高,而該三角形為直角三角形,所以不難想到勾股定理:AB^2十AC^2=BC^2;

③完全平方之後出現了斜邊x斜邊上的高與兩直角邊的乘積的形式,所以很容易就想到了三角形的面積公式:S=1/2底x高,而直角三角形的兩直角邊是互為底和高的,所以有:

BCAD=ABAC

完全平方公式、勾股定理是初中數學的基本知識,而三角形面積公式在小學就學過了,而就是這簡簡單單的幾個公式綜合運用起來,就把問題解決了。

證法二

證明:

∵△ABC是Rt△,AD是斜邊上的高,

∴AB^2十AC^2=BC^2,BCAD=ABAC。

(AD十BC)^2一(AB十AC)^2

=AD^2+2ADBC+BC^2-AB^2-2ABAC-AC^2

=AD^2>0

∴AD十BC>AB十AC。

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