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原题呈现:下图是我们常用的折叠式小刀,若将刀柄外形缺少的半圆补全,如图1,则两条边缘线AB和CD可以看成两条平行的线段,且∠ACD=90°,刀片的两条边缘线EF和GH也可以看成两条平行的线段.在整个转动刀片的过程中,若将∠EFC记为∠1,将∠CHG记为∠2,试探究∠1与∠2的数量关系,并加以证明.
解答过程如下:
第一种情况,如图2,刀片的边缘线可以看作两条平行线,由此我们不难想到,用添加平行線的方式辅助答题.观察∠1和∠2的位置,过C点作EF的平行线MN.根据平行于同一条直线的两条直线互相平行,所以MN∥GH.于是解题的思路就很明确了.将∠ACN记为∠3,∠NCD记为∠4,解题过程如下:
因为MN∥EF,MN∥GH,所以∠1=∠3,∠2=∠4,又因为∠3 ∠4=∠ACD=90°,所以∠1 ∠2=90°.
然而,刀片在旋转的过程中,并不一定只存在图2这样一种情况.我们尝试着改变刀片旋转的角度,发现了第二种情况的“秘密”.
第二种情况,如图3,我们可以确定∠1和∠2的位置,由于我们不能直接看出∠2和∠1的联系,所以我们应该找到一个和∠2相等且与∠1有关系的角.因为题目中说“刀片的两条边缘线EF和GH可以看成两条平行线段”,所以将∠CPE记为∠3,∠FPH记为∠4,通过“两直线平行同位角相等”,可以得到∠2=∠3,或通过“两直线平行内错角相等”得到∠2=∠4,又因为∠3为△FCP的外角,所以通过“三角形的一个外角等于与它不相邻的两个内角的和”,可得∠3=∠1 ∠ACD,因为∠ACD=90°,∠3=∠2,所以∠2=∠1 90°,即∠2-∠1=90°.如果选择内错角∠4,也同样可以证明,解题过程如下:
因为HG∥FE,所以∠2=∠3,又因为∠3=∠1 ∠ACD,∠ACD=90°,所以∠2=∠1 90°,得到∠2-∠1=90°.
解答过程如下:
第一种情况,如图2,刀片的边缘线可以看作两条平行线,由此我们不难想到,用添加平行線的方式辅助答题.观察∠1和∠2的位置,过C点作EF的平行线MN.根据平行于同一条直线的两条直线互相平行,所以MN∥GH.于是解题的思路就很明确了.将∠ACN记为∠3,∠NCD记为∠4,解题过程如下:
因为MN∥EF,MN∥GH,所以∠1=∠3,∠2=∠4,又因为∠3 ∠4=∠ACD=90°,所以∠1 ∠2=90°.
然而,刀片在旋转的过程中,并不一定只存在图2这样一种情况.我们尝试着改变刀片旋转的角度,发现了第二种情况的“秘密”.
第二种情况,如图3,我们可以确定∠1和∠2的位置,由于我们不能直接看出∠2和∠1的联系,所以我们应该找到一个和∠2相等且与∠1有关系的角.因为题目中说“刀片的两条边缘线EF和GH可以看成两条平行线段”,所以将∠CPE记为∠3,∠FPH记为∠4,通过“两直线平行同位角相等”,可以得到∠2=∠3,或通过“两直线平行内错角相等”得到∠2=∠4,又因为∠3为△FCP的外角,所以通过“三角形的一个外角等于与它不相邻的两个内角的和”,可得∠3=∠1 ∠ACD,因为∠ACD=90°,∠3=∠2,所以∠2=∠1 90°,即∠2-∠1=90°.如果选择内错角∠4,也同样可以证明,解题过程如下:
因为HG∥FE,所以∠2=∠3,又因为∠3=∠1 ∠ACD,∠ACD=90°,所以∠2=∠1 90°,得到∠2-∠1=90°.