一个很长的定理公式(一个不可描述的定理)

这个定理真的不可描述,不信看完您可以尝试一下,能不能用自己的语言,把它描述出来。这个定理有没有意义?那当然是有的,只是平时不太用得上而已。

2021年湖南邵阳中考数学压轴题的最后一问,把老黄整到怀疑人生。因为如果没有老黄下面证明的这个定理,就只能用特值检验法,这种并不严谨的方法来解。有兴趣的小伙伴,可以搜索“这是一道令老黄抓狂的中考数学压轴题,您能用正规的方法求解吗?”看一看。看完才会明白老黄探究这个定理的原因!

定理用数学语言描述,设计成证明题是这样的:

如图,D是Rt△ABC外的一点,∠C=90º. 求证:

(1)若AD=CD=BC,∠BAC=30º,则点D在Rt△ABC的外接圆上;

(2)若AD=CD=BC,点D在Rt△ABC的外接圆上,则∠BAC=30º.

一个很长的定理公式(一个不可描述的定理)(1)

分析:(1)求证满足条件的D点在Rt△ABC的外接圆上,强调的是前面的条件是充分条件;

(2)求证满足条件的直角三角形中,BC边的对角是30度角,强调的是30度角是必要条件。

不论是哪一个证明,都需要作出Rt△ABC的外接圆。证明都不难,特别是(2)的证明,非常简单。而证明(1)的困难之处,在于总是会不由自主地要把D在圆上当作一个已知条件。

一个很长的定理公式(一个不可描述的定理)(2)

证明:作Rt△ABC的外接圆O,连接OC,OD,

(1)在Rt△ABC中,∠B=90度-∠BAC=60度,

OC=OB,∴△OBC是等边三角形,

∴OC=BC=CD=AD=OA,∴四边形OADC是菱形,

∠OAD=∠BOC=60度,∴△AOD是等边三角形,

∴OD=OA,∴点D在⊙O上.【此时还能证明四边形ABCD是一个等腰梯形】

(2)∵AD=CD=BC,∴∠AOD=∠COD=∠BOC=60度,

又OC=OB,∴△OBC是等边三角形,

∴∠B=60度,∴∠BAC=90度-∠B=30度.【同上】

这个证明过程其实是蛮简单的。不过每次考试需要运用到的时候,都要从头到尾证明一番,就很麻烦了。如果可以明确为一个定理,那就非常方便了。在考试中,对于填空、选择这样的小题,肯定是可以直接用的。解答题中,只要不是证明题,条件满足了,都可以直接用。如果是证明题,除非能把它提炼成一句话的定理,否则就要慎用。

现在回过头来看,您能把它提炼成一个定理吗?

定理:如果直角三角形外一点到一条直角边的两个端点距离相等,且等于另一条直角边,那么

(1)当第二条直角边的对角是30度角时,这个点就在直角三角形的外接圆上。且由这个点和直角三角形的三个顶点构成的四边形是等腰梯形。

(2)当这个点在直角三角形的外接圆上时,则第二条直角边的对角是30度角。且由这个点和直角三角形的三个顶点构成的四边形是等腰梯形。

您觉得这样提炼的定理怎么样呢?证明题中,摘取有用的写在结论后面的括号内就可以了。如果您在学习中,也能这样提炼知识点,又何愁数学学不好呢?

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