北京初中數(shù)學(xué) 四點(diǎn)共圓(圓內(nèi)接四邊形)與手拉手,兩個模型的聯(lián)系和練習(xí)題
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今天正式的來看看,要說四點(diǎn)共圓是初三才有的模型,而手拉手就比較早了,初學(xué)全等就可以接觸了。其實(shí)四點(diǎn)共圓也不是初三才見到,同樣是初學(xué)全等的時候的對角互補(bǔ)四邊形,其實(shí)就是四點(diǎn)共圓。手拉手也是在初三可以升級為相似的手拉手。
(點(diǎn)擊查看:學(xué)完全等后的經(jīng)典模型,八個模型)
之所以研究他們倆的聯(lián)系還要從一個模型說起,也是屬于對角互補(bǔ)四邊形系列的,初學(xué)全等時介紹的,對角互補(bǔ),鄰邊相等,角平分線(知三推一)模型(對角互補(bǔ)就是四點(diǎn)共圓)
這個模型的方法是做點(diǎn)垂線垂兩邊,證明全等,而且有很多引申,之前也講過了。
這里有個結(jié)論就是CD+CB=2CI=2CJ
有一個引申就是當(dāng)對角互補(bǔ)是60度和120度的時候。有很多特殊結(jié)論。如下圖。AC+AD=AB(做點(diǎn)垂線可證)
(點(diǎn)擊查看:幾個線段倒數(shù)和模型,以及倒數(shù)和的策略)
其實(shí)除了做點(diǎn)垂線之外還有一種方法就是今天要說的,四點(diǎn)共圓構(gòu)造手拉手。
怎么構(gòu)造呢?看下面:
這就是剛才的模型,其實(shí)換一種描述就是圓中有個等邊,再來一個點(diǎn)連接如圖。還有其他的給法。
手拉手來了:
顯然AD+CD=DF+BF=BD感覺很簡潔
不同的轉(zhuǎn)法都可以(其實(shí)就是旋轉(zhuǎn)的思想)
(點(diǎn)擊查看:旋轉(zhuǎn)策略,從簡單到不簡單)(等邊思轉(zhuǎn))
那么我們變一變,把等邊改成等腰,一樣可以旋轉(zhuǎn)手拉手:
把定角變成特殊的度數(shù)還可能有特殊的結(jié)論。(60度上面已經(jīng)試過了)
CD+根2AD=BD
以上都是臨邊相等的四點(diǎn)共圓。
再改一改變成任意四點(diǎn)共圓,如下:
一樣可以放縮旋轉(zhuǎn),相似手拉手
而且傳說的托勒密定理就是這么構(gòu)造而證明的。
再看兩道例題吧(其實(shí)都是旋轉(zhuǎn)思想)
沒錯你沒看錯,第三問的三個線段,我一度以為是打錯了,其實(shí)沒有。
這個題的四點(diǎn)共圓的給法不太一樣。第一問倒角,第二問就可以構(gòu)造手拉手了,
第二問
方法一:
第二問
方法二:
第三問方法也很多們也是構(gòu)造手拉手:
第三問
方法一:
如圖顯然:AB/根號2=BG=BD+DG,
CD-BD=2FD(第二問可得)=2GD
綜上得出結(jié)論
第三問
方法二:
如圖顯然:BD+CD=CH=根號2AC
這個結(jié)論是絕對正確的,但是我第一做出的卻不是這個結(jié)論。我的思路是經(jīng)典的數(shù)學(xué)思路:利用現(xiàn)有結(jié)論解決未知問題。我以經(jīng)知道了AD+BD=CD這個結(jié)論。要找到AD,BD,AC的關(guān)系。只要找到AC和AD的關(guān)系即可解決這個問題。我發(fā)現(xiàn)三角形ADC其實(shí)是一個亞特殊三角形(就是比較特殊但是又沒有等直等邊這么特殊的厲害)。那么它的三邊比值是固定的。這樣一來我就找到了AC和AD的比值是,(根號6):2。這樣AD代換成AC就得到了結(jié)論:
CD-BD=AD=(2AC)/根號6(就不化簡了)。我得到的是一個差的結(jié)論,其實(shí)想想也沒什么神奇的,45度和60度已經(jīng)把這個形狀限定死了,也就是,三邊的長度比應(yīng)該是定值??纯聪旅娴膱D就很清楚了;
結(jié)論是:
好了看看例題2:
直說第三問吧,就是各種轉(zhuǎn)構(gòu)造手拉手全等。下圖:
方法一:
很多初學(xué)者會疑問,轉(zhuǎn)誰呢?凡是以等邊為邊的三角形都可以試試。
如圖旋轉(zhuǎn)三角形BCD,EI平行CD,顯然有同色全等,注意還有一對沒標(biāo)出來的全等三角形DCG和IEG(平行八字型(用等對邊平行來判定)),
然后x+y=8,x-y=6(2DG)
方法二:
旋轉(zhuǎn)三角形CAD,EI平行CH,顯然同色全等,也還是有一個平行八字全等。
三角形CHG全等EIG。x+y=8,(x+y)/2=BG ,BG=1/2AF=4
方法三:
這次旋轉(zhuǎn)三角形CGB,顯然同色全等,所以BG=1/2AF=4
其實(shí)以上的紅色三角全等都是差一個角,輔助線可以得出這個角等。
(本次及以往所做動圖和源文件將分享在QQ群文件)
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