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​​geogebra领悟数学系列13:理解位似和描点的路径值(等边三角形的反证法))

刘护灵 geogebra与数学深度融合 2022-07-17

geogebra领悟数学系列12:平面直角坐标系的教学思考(区教研)


今天(2020.4.12)谢老师在本校数学群贴出一道题,如下:


原题看得不太清楚,需要重新画图,但是怎么画出这个题的正确图形呢?

方法一:分别以A,B,C圆心,滑条a为半径,做出三个半径相同的圆,再以射线来取点,需要调整a的大小,才能使得B、E、F三点共线,

但是这样的画法误差比较大,如下:

方法二:位似法

好朋友刘强老师利用位似来准确的绘制,如下:

动画效果如下:

画法的依据:

实际上题目隐含三组全等的三角形

要直接绘制出点D,E,F是困难的,但是要绘制出CA'=AB'=BC‘,这就简单了!

这个方法的关键指令如下:

A'=位似(A, k, C);

B'=位似(B, k, A);

C'=位似(C, k, B)

其中k是0-1的滑条参数,作为位似比。


位似的指令介绍:(唐老师的指令汇编)

2.9.5 Dilate(Enlarge).位似

这个指令在不同的英语变型中拼写不同:Dilate (US)、Enlarge (UK+Aus)。

在ggb中,

Dilate[<Object>,<Dilation Factor>];位似[<几何对象>,<位似比例>]。

以原点为位似中心将对象按指定的位似比例进行位似。

Dilate[<Object>,<Dilation Factor>,<Dilation Center Point>];

位似[<几何对象>,<位似比例>,<位似中心点>]。

以指定的位似中心将对象按给定的位似比例进行缩放。

注:位似一个多边形时,GeoGebra会同时创建位似后多边形的全部顶点和线段;参见 “位似”

工具。“位似”也译为“缩放” 。


反思一:位似是描绘三点共线的一个极好方法。

参考笔者所写的文章:

geogebra基础入门10:迭代的简单应用和线段动点(毕氏螺线)

既然是三点共线,也可以用三点共线的方法进行绘制。


方法三:(笔者)

得到题目的准确图形如下:

动画理解一下:

方法四:描点+路径值法(孙生富老师)

非常巧妙!

原理是:

  1. D=描点(a)
    2.描点(b,路径值(D))
    3.描点(c,路径值(D))



注意,这里的a,b,c指的的原等边三角形的三条边。

非常的聪明、巧妙!灵活的使用路径值的概念!


至于这道题怎么解,其实要利用反证法,如下:

证明(反证法):
假设△ABC不是等边三角形且∠A、∠B与∠C中∠A最大 则BC大于其它两边(大角对大边)
∴CE>BD和AF 
∴∠EFC>∠BED和∠ADF(大边对大角)
∵AD=BE=CF,DE=DF=EF 
∴∠C<∠A和∠B(当两边的长固定时,夹角增加时,对应三角形的另外两个角随之减少)
∵∠A>∠B和∠C
∴∠AFD>∠BDE和∠FEC 
∵∠AFD+60°=∠FEC+∠C ∵∠AFD>∠FEC,
∴∠C>60° 在△ABC中,最小的角∠C>60度,三角形不成立
(在三角形中,三个角的总和=180°)
∴∠C<或=60° 同理假设△ABC不是等边三角形且∠A、∠B与∠C中∠B或∠C最大 可得∠A<或=60°,∠B<或=60° 
∴△ABC中∠B=∠A=∠C=60°


其实给初中学生练习全等的应该是这样的题:

这道题就简单多了!直接找全等就行!



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