李懷金
同樣的輔助線,不同的說法,其證題功能有時卻大相徑庭。下面以例說明之。
例1 求證:經(jīng)過三角形一邊的中點與另一邊平行的直線必平分第三邊。
已知:如右圖1,在△ABC中,DA=BD,DE∥AC。
求證:EB=EC。
初步設(shè)想:在探討本題證法的過程中,學(xué)生A提出了如右圖2的初步設(shè)想:延長DE到M,使EM=ED,連結(jié)MC。若能證明△DBE≌△MCE,問題便可迎刃而解,然而“左沖右撞”的學(xué)生連連失敗,紛紛叫難。
理性分析:欲證明△DBE≌△MCE,已經(jīng)具備的條件有:ED=EM,∠1=∠2。根據(jù)全等三角形的判斷方法,現(xiàn)有三條路可走:①證明EB=EC,而它恰是要求證的,此路不通。②證明∠B=∠4,需要條件MC∥AB。③證明∠3=∠M,也需要條件MC∥AB。顯然MC∥AB已成為解題的關(guān)鍵,那么,如何才能具備這一條件呢?
方法優(yōu)化:根據(jù)以上分析,學(xué)生B大膽地改變了輔助線的說法:過點C作CM∥AB,交DE的延長線于點M。此法立即遭到學(xué)生A的反對:“按照這種說法,證明△BDE全等于△CME就沒有‘邊相等的條件了?!闭娴娜绱藛??∵DM∥AC,CM∥AB,∴四邊形DMCA是平行四邊形,∴CMAD。又∵DA=BD,∴MCDB。于是證明△DBE≌△MCE就易如反掌了。
解后反思:同樣的輔助線,不同的說法,其作用卻相差甚遠(yuǎn),為什么呢?前一種說法只能得出兩個條件:∠1=∠2和DE=EM。而后一種說法則可以得出三個條件:MC=BD,∠1=∠2和BD∥MC。尤為重要的是,它具備了解題的關(guān)鍵條件:BD∥MC。后一種說法為什么可以多推出一個條件呢?因為它有效地利用了已知條件DE∥AC,得出四邊形DMCA是平行四邊形,進(jìn)而得出MCAD。
例2 如圖3,E是矩形ABCD上一點,且EB=ED,P是對角線BD上任意一點,PF⊥BE于點F,PG⊥AD于點G。
求證:AB=PF+PG。
證法初探:如圖4,過點P作PM⊥BC,垂足為M,∵EB=ED,∴∠1=∠2,∵AD∥BC,∴∠2=∠3,∴∠1=∠3。又P是BD上任意一點,∴PF=PM,∵GM=GP+PM,GM=AB,∴AB=PF+PG。
理性分析:乍一看,此證法準(zhǔn)確無誤,若細(xì)細(xì)思考,會發(fā)現(xiàn)它并不嚴(yán)謹(jǐn)。只有當(dāng)G、M、P三點在同一直線上時,GM=GP+PM才成立,因而須補證G、M、P三點在同一直線上。左思右想之后,學(xué)生依然對證明G、M、P三點在同一直線上束手無策。
方法優(yōu)化:這時,有一部分學(xué)生想到了改變輔助線的說法:延長GP交BC于點M,∵AD∥BC,PG⊥AD,∴PM⊥BC。這樣,既具備了PM⊥BC,又不需證明G、M、P三點在同一直線上,可謂一箭雙雕。
解后反思:后一種說法之所以具有一石二鳥的作用,因為它整合了條件AD∥BC和PG⊥BC,得出PM⊥BC,從而使證法變得簡潔明了。
能準(zhǔn)確地作出輔助線,需要理性分析,改變輔助線的說法,使其具有多種功能,也需要理性思考。通過有理有據(jù)的分析,準(zhǔn)確地把握條件之間的邏輯關(guān)系,快速地抓住解題的關(guān)鍵,有效地整合已知條件,大膽地改變輔助線的說法,變“一線一能”為“一線多能”,從而高效、優(yōu)質(zhì)地解決問題。但愿在這一過程中,學(xué)生能感悟到數(shù)學(xué)的理性之光、靈動之氣和簡約之美。
(作者單位:安徽省臨泉縣迎仙中心校)