数学思想被称为数学的灵魂,也是学习和解决数学问题的指南. 学习平行四边形知识,也应重视数学思想方法的应用. 现将常见的数学思想方法举例如下.
一、 方程思想
在解决平行四边形有关问题时,通过设未知数,列出方程(组),可使问题的解决变得简捷方便.
例1 如图1,已知:▱ABCD中,对角线AC、BD相交于点O,△AOB的周长比△AOD的周长大8,且AB∶AD=3∶2,求▱ABCD的周长.
【分析】要求▱ABCD的周长,只要求出AB、AD的长,为此设AB=3x,AD=2x,再根据三角形周长的意义及平行四边形对角线互相平分,可得AB-AD=8,从而列出方程,求出x的值,再求出AB、AD的长,就可以求出平行四边形的周长.
解:设AB=3x,AD=2x.
∵四边形ABCD是平行四边形,
∴AB=CD,AD=BC,OB=OD.
∵△AOB的周长比△AOD的周长大8,
∴(AO+OB+AB)-(AO+OD+AD)=8.
∴AB-AD=8,即3x-2x=8,∴AB=3x=24,AD=2x=16,∴▱ABCD周长=AB+BC+CD
+AD=2(AB+AD)=80.
【点评】当题目中有比值条件时,常设未知数构造方程解决问题.
二、 转化思想
在解决四边形有关问题时,常利用转化思想,通过作辅助线,把四边形转化为三角形,把一般四边形转化为特殊四边形等.
例2 如图2,在四边形ABCD中,AB=6,BC=8,∠A=120°,∠B=60°,∠C=150°,求AD的长.
【分析】要求AD的长度,需要借助辅助线把问题转化,由∠A和∠B的关系可以判定AD∥BC,这样不妨过点C作AB的平行线,构成一个平行四边形,然后利用角之间的关系与平行四边形的性质,使问题得以解决.
解:过点C作CE∥AB交AD于E,
∵∠A+∠B=180°,∴AD∥BC,
∴四边形ABCE是平行四边形,
∴AE=BC=8,CE=AB=6,∠BCE=∠A=120°. 又∵∠BCD=150°,∴∠DCE=30°,
而∠D=360°-120°-60°-150°=30°,
∴∠D=∠DCE=30°,∴DE=CE,
∴AD=AE+DE=8+6=14.
【点评】本题通过作辅助线,把四边形转化为一个平行四边形和一个等腰三角形.
例3 如图3,在△ABC中,AB=6,AC=4. AD是BC边上的中线,则AD的取值范围是______.
【分析】要确定AD的取值范围,联想到三角形三边关系,但又不能把AB、AC和AD放在同一三角形里,故不能直接利用三角形三边关系,由AD是中线联想到延长中线,得到平行四边形,得AB=CE,将已知量与未知量集中到三角形中来求解.
解:延长AD到E,使DE=AD,连接BE、CE. ∵BD=CD,∴四边形ABEC是平行四边形,∴CE=AB=6,在△ACE中,6-4 【点评】当题中有三角形的中线时,常常延长中线,构造平行四边形,这种作辅助线的方法在解题中经常用到,要注意掌握.
三、 面积思想
在解决线段之间的关系问题时,面积法是常用的数学思想方法.
例4 如图4,已知▱ABCD的周长是36 cm,由顶点D向AB、BC引两条高DE、DF,且DE=4 cm、DF
=5 cm,求这个平行四边形的面积.
【分析】求这个平行四边形的面积,只要求出一条边即可,由题意可得AB+BC=18 cm,再由面积公式可得,DE·AB=DF·BC,即4AB=5BC,利用上述两个等式求出AB或BC,就可以求出▱ABCD的面积.
解:设AB=x cm,BC=y cm.
∵四边形ABCD是平行四边形,
∴AB=CD,AD=BC,
又∵▱ABCD的周长为36 cm,
∴2x+2y=36.①
又∵DE⊥AB,DF⊥BC,
∴S▱ABCD=AB·DE=BC·DF,∴4x=5y. ②
解由①、②组成的方程组得,x=10,y=8,∴S▱ABCD=AB·DE=10×4=40(cm2).
【点评】在三角形和平行四边形中,常运用“等积法”进行求解,以不同的边为底,其高也不同,但面积是定值.
例5 如图5,已知矩形ABCD,AB=3,AD=4,P是AB上不与A、D重合的动点,PE⊥AC,PF⊥BD,E、F为垂足,则PE+PF的值为().
A. 2 B. C. D. 3
【分析】连接PO,利用面积公式进行解题:S△APO=AO·PE,S△DPO=OD·PF.
在Rt△ABC中,AC==5,则AO=DO=,∴S△APO+S△DPO=AO·PE
+OD·PF= (PE+PF),即S△AOD=(PE
+PF),而S△AOD=S矩形ABCD=×3×4=3.
则有(PE+PF)=3,所以PE+PF=.
【解答】C.
【点评】本题求两线段的和,由于P是动点,不能求出两线段的具体长度,利用面积思想,使问题巧妙求解.
(作者单位:江苏省常熟市大义中学)