矩形是初中數(shù)學(xué)中一類重要的特殊四邊形,除了具備一般平行四邊形的一切性質(zhì)外,還有對(duì)角線相等這一核心性質(zhì)。上述內(nèi)容是初中教材的“大路貨”,人人皆知。本文簡(jiǎn)要介紹一下課本上矩形沒有的兩條漂亮性質(zhì),特別好用,大題提供思路指向性,小題往往出奇制勝,迅速秒殺。
第一條:矩形內(nèi)一點(diǎn),到矩形四個(gè)端點(diǎn)的連線段,“斜對(duì)著的”兩組線段的平方和相等。
這個(gè)性質(zhì)可以用勾股定理知識(shí)來證明:過P點(diǎn)向矩形四邊作垂線段,分別表示出PA,PB,PC,PD的平方和,然后就可以發(fā)現(xiàn)“斜對(duì)著的”兩組線段的平方和相等,即可證明結(jié)論。
這個(gè)性質(zhì)在矩形(或直角三角形)求值就算,動(dòng)點(diǎn)問題求最值的時(shí)候常常靈光乍現(xiàn),突然殺出,迅速解題。限于篇幅,本性質(zhì)不舉例,且看第二條性質(zhì)。
因?yàn)檎叫问翘厥獾木匦?,所以正方形也滿足該性質(zhì)。
第二條:矩形中 的“十字架”(垂直)線段之比,等于矩形的長寬比。
這個(gè)性質(zhì)可以用相似來證明,在此提供2種方法:①作垂線段,證三角形相似,如下圖左;②將EF,GH平移到特殊位置,速證相似,如下圖右。
因?yàn)檎叫问翘厥獾木匦?,所以正方形也滿足上述性質(zhì),特殊的是,在正方形中EF=GH,可以用全等來證明。
舉個(gè)例子:在矩形中,AB=6,BC=8,將矩形對(duì)折,使A與C能重合,求折痕EF的長度。
本題不難,方法很多,在此提高要求,如何利用本文講的矩形性質(zhì),來心算口算這個(gè)題呢?讀者朋友可以停留10秒,口算本題。
現(xiàn)在簡(jiǎn)要說說心算思維過程:由AB=6,BC=8,常用勾股數(shù)知道對(duì)角線AC=10,利用
矩形中 的“十字架”(垂直)線段之比,等于矩形的長寬比,可以知道:EF:10=6:8,然后口算EF=60/8=15:2.就是這么快!站在性質(zhì)結(jié)論技巧的“肩膀”上,可以“秒殺”本題!
意猶未盡,再來一題!在直角三角形△ABC中,AC=4,BC=3,D是A的中點(diǎn),連接BD,若CE⊥BD,交AB于E,求AE=_________.
本題中出現(xiàn)了“十字架”CE⊥BD,能否使用本文矩形結(jié)論呢?我們知道,矩形其實(shí)就是兩個(gè)全等直角三角形拼在一起的,所以可以本題將直角三角形△ABC“擴(kuò)展”成矩形,從而使用結(jié)論解題。
大致思路:將直角三角形△ABC“擴(kuò)展”成矩形,延長CE出現(xiàn)CH,利用結(jié)論計(jì)算得CH,然后在直角三角形△AHC中勾股定理算出AH,再結(jié)合如圖X形相似,利用相似比從而算出AE.
上述解法,給我們的啟示:①直角三角形可以“擴(kuò)展”成矩形解題;②當(dāng)題中出現(xiàn)“十字架”垂直線段,就要有意識(shí)地想到矩形的該性質(zhì)。③矩形對(duì)邊平行,常常出現(xiàn)X形相似三角形,為我所用。
當(dāng)然本題還有其他解法,結(jié)合中點(diǎn)D和垂直,甚至可以使用本文第一條性質(zhì)(“斜對(duì)著的”兩組線段的平方和相等)利用勾股定理“野蠻暴力計(jì)算”來求解,有興趣的同學(xué)不妨一試。
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