证明等腰三角形性质的逆命题的几种方法

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  在上海的初中数学教材中,有些与全国的初中数学教材出入很大,有些真命题它不能直接作为定理使用,如上海教育出版社出版的九年义务教育课本八年级第一学期(适用本)举例证明例11的证明题,是证等腰三角形的三线合一定理的逆命题的。
  已知:如图1,D是BC上的一点,且BD=CD,∠1=∠2。
  求证:AB=AC。
  错解一:学生错误地把三线合一的逆命题当作定理使用,直接写出AB=AC的结论。其实上海版的教材中没有此项逆定理。
  错解二:学生利用两边及其中一边的对角对应相等的两个三角形全等,实际上错误地利用边边角来证明。
  在教学过程中,学生的分析能力不强,不清楚缺少什么条件,在平时的教学中可以引导他们思考:“缺少什么条件”,从哪里寻找这些条件,可以构造什么图形,然后有意识地寻找证明思路。这里有两个已知条件,角平分线和中线,利用中线来添辅助线,碰到中线加倍延长中线。把三角形的中线延长倍长是常用的辅助线添加方法。相当于把三角形旋转180°挖掘图形之间的联系。构造出不同的图形,证明思路方法略有不同,这是几何的微妙之处。下面通过对其多种解法的探究,我们不仅能体会到添加辅助线的重要性,还能从中感悟到添辅导线的规律,这些对于积累解题经验、提高解题技能是十分有益的。
  方法一:如图2,延长AD到点E,使DE=AD,连接EC.由DE=AD,BD=DC, ∠ADB=∠CDE,知△ABD≌△ECD, 可得AB=EC,∠1=∠3,知∠3=∠2.由∠3=∠2,可知AC=EC,所以AB=AC.
  碰到中线还想到中位线定理。
  方法四:在平行四边形中,也存在线段的相等关系,因此构造平行四边形,再利用平行四边形的性质解题。如图5,过点D作DE∥AB交AC于点E,过点A作AF∥CB交DE 的延长线于点F,连接CF,知四边形ABDF是平行四边形,知AB=DF.因为点D是BC的中点,知四边形DCFA是平行四边形,知DE =EF,EC=AE,方法二已证AE=DE,可知DF=AC,所以AB=AC=DF.
  方法五:在方法四的基础上,如果不利用平行四边形的性质,可利用全等三角形的性质。如图5,过点D作DE∥AB交AC于点E,过点A作AF∥CB交DE 的延长线于点F, 知四边形ABDF是平行四边形
  因此在平时的教学中,作为教师,应该培养我们的学生一题多解能力,有意识地发展学生的思维训练,培养学生的思维能力,真正提高学生的解题能力。
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