平面几何(基本方法1).docVIP

高中数学培优讲座 第三讲：平面几何证明基本方法——分析法、综合法、反证法、同一法 （一）分析法、综合法 分析法是由命题的结论人手，承认它是正确的，执果索因，寻求在什么情况下结论才是正确的。这样一步一步逆而推之，直到与题设会合，于是就得出了由题设通往结论的思维过程；综合法则是由命题的题设人手，通过一系列正确推理，逐步靠近目标，最终获得结论. 无论是分析法还是综合法，都要经历一段认真思考的过程，分析法先认定结论为真，倒推而上，容易启发思考，每一步推理都有较明确的目的，知道推理的依据，了解思维的过程；综合法由题设推演，支路较多，可以应用的定理也较多，往往不知应如何迈步，这是它的缺点，而优点在于叙述简明，容易使人理解解题的步骤. 1．选择型分析法 选择型分析法解题，就是从要求解的结论B出发，希望能一步步把问题转化，但又难以互逆转化，进而转化为分析要得到结论B，需要什么样（充分）的条件，并为此在探求的“三岔口”作方向猜想和方向择优，假设有条件C就有结论B，即C就为选择找到的使B成立的（充分）条件（）；同样地，再分析在什么样的条件下能选择得到C，即，最终追溯到此结论成立或原命题的某一充分条件（或充分条件组）恰好是已知条件或已知结论A为止. 在运用选择型分析法解题时，常使用一系列短语：“只需……即可”来刻画，具体来说，若可找到，欲证，只需证即可. 例题1：如图，已知，点B在CE上，CA = CB=CD，过A，C，D三点的圆交AB于F.求证：F为△CDE的内心. 2．可逆型分析法 如果在从结论向已知条件追溯的过程中，每一步都是推求的等价（充分必要）条件，那么这种分析法又叫可逆型分析法。因而，可逆型分析法是选择型分析法的特殊情形，用可逆型分析法证明的命题用选择型分析法一定能证明，反之用选择型分析法证明的命题，用可逆型分析法不一定能证明. 可逆型分析法的证明中，常用符号“”来表示，或用一系列“则需证……”来表示，并最后指出“上述每步可逆，故命题成立”. 例题2：直角△ABC中，a、b为直角边长，c为斜边长。求证：. 3．构造型分析法 如果在从结论向已知条件追溯的过程中，在寻找新的充分条件的转化“三岔口”处，需采取相应的构造型措施：如构造一些条件，作某些辅助图等，进行探讨、推导，才能追溯到原命题的已知条件(或稍作变形处理)的分析法又叫做构造型分析法. 例题3：如图，AD是△ABC的中线，任意引直线CF交AB于F，交AD于E，求证：. 4．奠基型综合法 在由已知条件着手较难时，或没有熟悉的模式可供化归推导时，我们可倾向于寻找简单的模式（特例），然后将一般情形化归到这个简单的模式上来。这样的综合法称为奠基型综合法. 例题4：如图，由任一点P向等边△ABC的三条高AD、BE、CF作垂线段，求证：这三条垂线段中最长的一条是其余两条的和. 5．媒介型综合法 当问题给出的已知条件较少且看不出与所求结论的直接联系时，或条件关系松散难以利用时，去有意识地寻找、选择并应用媒介实现过渡，这样的综合法称之为媒介型综合法. 例题5：（斯特瓦尔特定理）设D是△ABC底边BC上任一点，求证： . 类似方法可证： 1．（阿波罗尼斯定理）若AD是△ABC的中线，则. （提示：△ADB和△ADC中用余弦定理） 2．（斯库顿定理）在△ABC中，AD为∠BAC的平分线，则. （提示：在△CAD和△BAD中，用） 3．（托勒密定理）在圆内接四边形ABCD中，. （提示：在△BAD和△BCD中，用；又在△ABC和△ACD中，用，分别整理出BD2，AC2的表达式，再相乘即证） 6．解析型综合法 解题时，运用解析法的思想制订解题的大体计划和方向，然后并不真用解析法来实现这个计划，而用综合法来实现，这种综合法我们称之为解析型综合法. 例题6：如图，在四边形ABCD中，已知∠B为直角，对角线AC=BD，过AB、CD之中点E、G作中垂线交于N；过BC、AD之中点F、H作中垂线交于M.求证：B、M、N三点共直线. 上面，我们分别介绍了分析法与综合法，在解题时，这两种方法可单独使，也可结合使用，在分析中有综合，在综合中有分析，交叉使用去论证、求解问用题.