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几何证明因题型多,变化大,所以证明方法也多,但归纳起来,常用的方法不外乎如下几种:
一、直接证明法
从题目的“已知”条件出发,直接证明“结果”为真的方法,叫做直接证题法,此证题方法可分为两种:
1、重叠证法
将一个图形与另一个图形重合,然后比较有关部分,证明某结论成立,这适合原始定理的初步证明,平常用以证明基础命题。
2、综合证法
由“已知”出发,引用定理、公理或要做的辅助钱,通过逻辑推理,导出“终结”的方法,叫做综合法,这是证题中应用最多的一种方法,例如:
已知三角形ABC中,D、E为AB、AC中点 求证:DE=1/2BC.
证明:过C作AB的平行线与DE的延长线相交于F,则角∠1=∠A(内错角)∠AED=∠CEF(对顶角)AE=CE(已知)△ADE≌△CEF(角、边、角)则CFAD,即:CFBD,∴BCFD为(一级对边平行且相等)故DFBC(平行四边形对边相等)DE=EF1/2BC
二、间接证明法
1、归谬法,又叫反证法
这种方法多用于证明逆定理,它的证明步骤如下:a.否认结论 ;b.根据推导得一相当结果;c.指明这一结果不成立;d.从而判断结果为真.
例如:在△ABC中,由B、C向对边作BD、CE、任意两线段,求证:BD、CE不能互相平分?
证明:如果BD、CE互相平分,并设它们相互平分于O,则四边形BCDE必将为平行四边形,这样则有BE//CD,而BE与CD相交于A,与这一结论矛盾,所以BD与CD不能互相平分。
2、同一法
这种方法多在某一单元初学定理时采用较多,它的证明步骤为:a.先另作一图,使它含有某种性质b.证明所作的图与欲证有图相合c.判定终结为真 例:已知:E是正方形ABCD内部一点,∠ECD=∠EDC=15°,求证△ABE是正三角形。
证明:向正方形ABCD内作正△ABF,连结CF、DF,则AB=BF=BC,即BCF为等腰三角形,其顶角为∠CBF=90°-60°=30° 底角∠BCF= 90°-15°=75°,于是∠DCF=90°-75°=15° 同理可证∠CDF=15°,由此可见F与E是同一点,那么△ABE自然是正三角形。
3、穷举法
这也是反证法的一种,有些题目用综合法很麻烦或难以证明,采用这种证明法。a.否认结论;b.分别导出结论,指出每一结果都错;c.从而判断结论是真.
从步骤看,它与归谬法相似,所不同的题目的结论有两种可能存在的情况,二者必居其一,则用归谬法,题目的结论有三种可能存在情况,三者必居其一,则用穷举法。
三、分析法
有些复杂的题目,要经过分析,把它“化整为零”,变成几个小题目逐个解决后,再“合零为整”把大题解决,分析时一般是从“结论”逆推到“已知”,思路通了,再用综合法论证,因此分析法得解题过程,一般不写出来。
例如:已知△ABC中,G与H三等分AC,E、F各为AB和BC的中点,连结EG合FH,并延长相交于D,求证:四边形ABCD为平行四边形.
分析:(1)如果四边形ABCD是平行四边形,则有对角线AC、BD互相平分于O,即 AO=cO(一),BO=DO(二)(2)如果 AG=CH,则由 AO - AG=CO - CH,可得GO=HO(三)(3)由(二)和(三)可知:BD与CH互相平分于O,可得四边形BHDG为平行四边形(4)于是GD//BH,即EG//BH,如果E是AB中点,必有AG=GH,同理,CH=GH=AG,这与已知相符。
证明:连结BG、BH、BD,由题设知E、G各为AB、AH中点,在△ABH中,则EG//BH,即CD//BH,同理,BG//DH,BHDG为平行四边形(两对边分别平行)于是GO=HO(一),BO=DO,又AG=CH(题设)(二)由(一)式加(二)式和AO=CO
ABCD是平行四边形(对角线互相平分)在正式证题时只写证题部分,分析部分可略去不写,利用分析法证题时,最重要的一条是作补助线,作补助线时应注意:(1)使“求证”与“已知”发生关系,为推理创造条件。(2)使已知条件聚在一起,以便适合某些定理。(3)补助线种类,将已知一直线延长,作已知线平行线或垂直线作分角线,取定长等。
一、直接证明法
从题目的“已知”条件出发,直接证明“结果”为真的方法,叫做直接证题法,此证题方法可分为两种:
1、重叠证法
将一个图形与另一个图形重合,然后比较有关部分,证明某结论成立,这适合原始定理的初步证明,平常用以证明基础命题。
2、综合证法
由“已知”出发,引用定理、公理或要做的辅助钱,通过逻辑推理,导出“终结”的方法,叫做综合法,这是证题中应用最多的一种方法,例如:
已知三角形ABC中,D、E为AB、AC中点 求证:DE=1/2BC.
证明:过C作AB的平行线与DE的延长线相交于F,则角∠1=∠A(内错角)∠AED=∠CEF(对顶角)AE=CE(已知)△ADE≌△CEF(角、边、角)则CFAD,即:CFBD,∴BCFD为(一级对边平行且相等)故DFBC(平行四边形对边相等)DE=EF1/2BC
二、间接证明法
1、归谬法,又叫反证法
这种方法多用于证明逆定理,它的证明步骤如下:a.否认结论 ;b.根据推导得一相当结果;c.指明这一结果不成立;d.从而判断结果为真.
例如:在△ABC中,由B、C向对边作BD、CE、任意两线段,求证:BD、CE不能互相平分?
证明:如果BD、CE互相平分,并设它们相互平分于O,则四边形BCDE必将为平行四边形,这样则有BE//CD,而BE与CD相交于A,与这一结论矛盾,所以BD与CD不能互相平分。
2、同一法
这种方法多在某一单元初学定理时采用较多,它的证明步骤为:a.先另作一图,使它含有某种性质b.证明所作的图与欲证有图相合c.判定终结为真 例:已知:E是正方形ABCD内部一点,∠ECD=∠EDC=15°,求证△ABE是正三角形。
证明:向正方形ABCD内作正△ABF,连结CF、DF,则AB=BF=BC,即BCF为等腰三角形,其顶角为∠CBF=90°-60°=30° 底角∠BCF= 90°-15°=75°,于是∠DCF=90°-75°=15° 同理可证∠CDF=15°,由此可见F与E是同一点,那么△ABE自然是正三角形。
3、穷举法
这也是反证法的一种,有些题目用综合法很麻烦或难以证明,采用这种证明法。a.否认结论;b.分别导出结论,指出每一结果都错;c.从而判断结论是真.
从步骤看,它与归谬法相似,所不同的题目的结论有两种可能存在的情况,二者必居其一,则用归谬法,题目的结论有三种可能存在情况,三者必居其一,则用穷举法。
三、分析法
有些复杂的题目,要经过分析,把它“化整为零”,变成几个小题目逐个解决后,再“合零为整”把大题解决,分析时一般是从“结论”逆推到“已知”,思路通了,再用综合法论证,因此分析法得解题过程,一般不写出来。
例如:已知△ABC中,G与H三等分AC,E、F各为AB和BC的中点,连结EG合FH,并延长相交于D,求证:四边形ABCD为平行四边形.
分析:(1)如果四边形ABCD是平行四边形,则有对角线AC、BD互相平分于O,即 AO=cO(一),BO=DO(二)(2)如果 AG=CH,则由 AO - AG=CO - CH,可得GO=HO(三)(3)由(二)和(三)可知:BD与CH互相平分于O,可得四边形BHDG为平行四边形(4)于是GD//BH,即EG//BH,如果E是AB中点,必有AG=GH,同理,CH=GH=AG,这与已知相符。
证明:连结BG、BH、BD,由题设知E、G各为AB、AH中点,在△ABH中,则EG//BH,即CD//BH,同理,BG//DH,BHDG为平行四边形(两对边分别平行)于是GO=HO(一),BO=DO,又AG=CH(题设)(二)由(一)式加(二)式和AO=CO
ABCD是平行四边形(对角线互相平分)在正式证题时只写证题部分,分析部分可略去不写,利用分析法证题时,最重要的一条是作补助线,作补助线时应注意:(1)使“求证”与“已知”发生关系,为推理创造条件。(2)使已知条件聚在一起,以便适合某些定理。(3)补助线种类,将已知一直线延长,作已知线平行线或垂直线作分角线,取定长等。