该题出处,题头已说明,是2020年,徐州期末试题。该题图文结合 ,条件问题清晰,要求明确,先判断再说理。题意不难理解。运用已有的特殊三角形(含30度角的直角三角形性质与正三角形性质与判定定理)知识 ,三角形全等的性质与判定条件,旋转对称性质定理解决这一问题。按理说不难,但却比想象的棘手。
第一问,证明等边三角形。可以根据等边三角形的判定定理,有一个角60度的等腰三角形是等边三角形判定,或者三内角相等的三角形是等边三角形判断;也可以根据三边相等的三角形是等边三角形的定义判断。总之,方法比较多,条件又充分,不难解决这个问题。只是在表述推理上,讲究表达严谨,使用哪个解决问题的思路,一定说得明明白白,每一步有根有据,令人信服。
接下来的两问,从正面分析思考,严谨论证,比较困难。
先规范作图,60度角BMG的顶点,在CD线段上,一边过点B,另一边与DE延长线有个交点G。角度画准,不难观察发现:AD=DG+DM。
第二步,运用分析综合方法,理清解题思路。由问题(1)得,AD=2DE,DE=DC,而DE=DG-EG,DC=CM+DM即AD=2DE=DE+DC=DG-EG+CM+DM=DG+DM+(CM-EG)。问题转化为中间问题:求证CM=EG。也就是证明三角形BCM全等于三角形BEG。由条件易得,角BCM等于角BEG,BC=BE,还差一组条件,一对角或者一对边相等。傍晚开始思考,半个小时,两个小时过去了,还是不得其解。脑筋反而越用越迟钝。第二天,再行分析研究,仍没眉目,60度角BMG这个条件就是用不上。咦!奇怪,一道看上去不怎么难的问题,做起来却“深”不可测!
常念叨“数学实验启思明理”,怎么在解决这个问题上失灵了?不行,我不信。动手动脑,现在白纸上画个含30读角的直角三角形,与30度角的三角尺同样大,60度角的平分线,斜边的中垂线,这些谙熟于心的条件,静止不动,都已正确理解应用。欲证CM=EG,就要证三角形BCM全等于三角形BEG,但缺少一对角相等条件,而DC边上的动点M,在线段DC上不停移动,这个条件怎么想也使不上劲。难道这个理论分析有问题?我便将60度角的顶点放在DC上,不停移动,来回反复操作,观察发现:CM=EG,三角尺实验验证了要证的结论正确。关键是怎么证明两三角形全等。往“初中数学一题多解千人QQ群里”发了该题,没有人回答。因此,“靠、等、拖”没点用处。
第一问正三角形BCE,证明过的结论,还没发挥作用。于是我又剪裁一个等大小的正三角形,绕点B逆时针旋转开了,希望获取灵感,发现解题思路。在旋转过程中,其BC、BE边的延长线与CA、DE边的交点,构成的三角形是等边三角形。于是,同一法证明该题,应运而生。
将角CBE绕点B逆时针旋转一定角度(在0~30度间),角两边分别与CA、DE边相交,交点为M、G,不难证明∠BMG=60度,从而与该题中的条件吻合,这就是同一证法的思路特点。从而第(2)问题迎刃而解,最后一问,也不在话下。
正面分析思考,找不到解决问题的方法,就要另辟蹊径,从侧面入手,使问题“柳暗花明又一村”。那么,这一灵感是动手操作展示启迪思考得来的!