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康希怀、郭新华等:一道有趣的群聊几何证明题的多种解法赏析

康希怀 邹生书数学 2022-08-05

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邹生书,男,1962年12月出生,中学数学高级教师。主要从事高中数学教学、高中数学解题研究和探究性学习等。从2007年8月到2018年8月,在《数学通讯》《数学教学》《中学数学》《中学数学教学》等,二十多种学术期刊上发表解题和探究性学习文章300余篇。


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康希怀,1999年晋升为中学高级教师,常年工作在教学第一线,倍受学生爱戴和好评,曾多年参与编写市指导书和练习册,曾荣获市优秀教师、道德模范、师德标兵、优秀班主任等荣誉称号。

一道有趣的群聊几何证明题的多种解法赏析

山东省茌平县第一中学康希怀整理

     20190427《数学解题与写作交流群》一道几何证明题引起了热议,有的提出解题思路,有的提供解法,还有的老师给出原结论的推广,现整理成文供大家学习参考。

‍评注:所证等式非常有趣,左右两边结构形式完全相同,不同的是左边分子分母都是二次的,而右边是一次的,这样一个结构相同的二次式与一次式相等确实有点意思。

证法1(谢伦驾康希怀提供)

证法3(袁旭华康希怀解答)

 设边长及角如图4所示。

‍证法4(潘奕  提供)

‍证法 5(邹生书   提供)


‍【点评】这道群聊题的上述解法有的在群里发布过,有的解法是今天首次与读者见面。解法1是几何法,主要通过构造相似三角形得到结论;解法2通过对称,构造正方形,再根据勾股定理,利用代数式整理得到结论;解法3是三角法,通过三角函数的变换,结合正弦定理得到结论;解法4也是三角法转化为正切函数,根据两角和的正切公式解决问题。

证法5是对证法4的优化和拓展。通过设线段AH,MH,NH的长度分别为1,m,n,这样将用两个大写字母表示线段转化为用一个小写字母表示线段,既方便表达也便于运算。另外,所证式子左右两边都是分式,先化简整理变成整式。当解题走到十字路口时,我们会面临许多选择。证法5就是这样的,当解题走到要证明mn+m+n-1=0时,就得停下来前进的步伐,抬头看看通往目标的路在何方。这里我们选择了三个解题方向:用和角正切公式求解,用三角形面积公式求解,用余弦定理求解。

请记住:‍数学的美终究是简单!数学解题应该追求简单自然!在解题时,我们既要埋头拉车,必要时还要抬头看路!

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