思维模型100个案例(分析综合法)(1)

提要

分析法就是执果索因的解题方法,即首先抓住问题的结论,追索结论成立的条件,该条件找到后,在追索该条件成立的另一个条件,这样一直追索下去,直到最后出现显然成立的条件;综合法是一种由因索果的解题方法,从顺序上看其与分析法恰好相反,是从已知到未知(即从题设到结论)的推理方。解题时,分析法和综合法是交替使用的。

知识全解

一.分析法的概念

解数学问题,若从命题的结论出发,根据已知的定义、公理和定理逐步寻找这个结论成立的条件,直至这个结论成立的条件就是已知条件,这种方法叫作分析法。它的思维形式是逆向推理。

对问题的分析过程不能代替解答过程的书写,通常是“倒退着分析”,书写解题过程时则需反过来“顺着书写”。

二.综合法的概念

解数学问题,若从已知条件出发,运用已学过的公理、定义和定理逐步推理,直到推出结论为止,这种方法叫作综合法。

用综合法进行推理时,语气是肯定的,且每一步推理都必须是正确的。书写时应先写原因后写结论,一般都用“因为……,所以……”来表述推理。在叙述过程中,当前面一步陈述的结论,同时是后面一步陈述的条件时,常把后一步推理的条件省略不写。

三.分析综合法的概念

对于比较复杂的数学问题,利用分析法和综合法很难解决问题,常常将分析法和综合法结合起来使用。一方面从已知条件入手,看能推出什么结论;另一方面从结论着眼,想需要找到什么条件,从而找到解题途径。这种方法称为分析综合法。

寻求解题要因题而异,有时用分析法,有时用综合法;有时用分析法分析思路,用综合法书写表达;有时分析法,综合法同时并用,一边分析,一边综合或交替使用。

四.分析法,综合法的解题策略

应用分析法证明数学问题,尤其是证明几何问题时,语言是假定的;若要证明A成立则先证明B成立,若要证明B成立,则先证明C成立……

应用综台法时,语气是肯定的,且每一步的推理都必须是正确的。解题时,分析是为了综合,综合又必须根据分析。因而有的题目往往同时应用两种方法:一边分析,一边综合,有时甚至交替运用。

学法指导

类型1 分析法

如图所示


思维模型100个案例(分析综合法)(2)

在边长为6的正方形ABCD中,E是边CD的中点,将△ADE沿AE对折至△AFE,延长交BC于点G,连接AG。

(1)求证:△ABG≌△AFG;

(2)求BG的长.

【解析】(1)要证△ABG≌△AFG,由正方形的性质可知∠B=∠D=90度,AD=AB。又由折叠的性质可知AD=AF,∠AFE=∠D =90度,进而∠AFG=∠B,AB=AF,结合公共边AG=AG,利用“HL”即可证明Rt△ABG≌Rt△AFG

(2) 欲求BG,由(1)可知BG=FG。故可设BG=FG=x,则GC=6-x,由点E为CD中点及折叠性质,可知CE=EF=DE=3,EG=x 3,则在Rt△CGE中,根据勾股定理可列出关于x的一元一次方程,解之即得答案。

【点评】用分析法解题目的性强,思维过程比较自然,容易找到解题思路。解题时,往往用分析法找解题途径,用综合法表达解题过程,书写时只需将分析思路反叙述即可。

类型2 综合法

例2 如图所示


思维模型100个案例(分析综合法)(3)

四边形ABCD是⊙O的内接四边形,BC的延长线与AD的延长线交于点E,且DC=DE。

(1)求证:∠A=∠AEB

(2)连接OE,交CD于点F,OE⊥CD。求证:△ABE是等边三角形。

【证明】(1)∵四边形ABCD是⊙O的内接四边形,∴∠A ∠BCD=180度

∵∠DCE ∠BCD=180度,∴∠A=∠DCE

∵DC=DE,∴∠DCE=∠AEB

∴∠A=∠AEB

(2)∵∠A=∠AEB,∴△ABE是等腰三角形

∵OE⊥CD,∴CF=DF

∴OE是CD的垂直平分线

∴ED=EC

又∵DC=DE,∴DC=DE=EC

∴△DCE是等边三角形

∴∠AEB=60度

∴△AEB是等边三角形

【点评】本题就是利用综合法证明的,运用综合法解题的关键是由已知条件得出结论成立的条件。要充分挖掘几何图形的性质。

类型3 分析综合法

例3 已知:如图所示


思维模型100个案例(分析综合法)(4)

在矩形ABCD中,E是CD的中点,BE⊥AC交AC于F,过F作FG‖AB于G。求证:


思维模型100个案例(分析综合法)(5)

证明:∵四边形ABCD是矩形

∴AD=BC,∠D=∠BCE=90度

∵DE=CE

∴△ADE≌△BCE ∴AE=BE

∵FG‖AB,


思维模型100个案例(分析综合法)(6)

∴AG=BF

∵∠ABC=∠BFC=90度,∴∠ABF=∠BCF

∴△BCF∽△ABF


思维模型100个案例(分析综合法)(7)

再按分析法进行分析。因此使用分析综合法可先从分析法入手,当思路受阻时,再运用综合法进行推理,再结合分析法分析,两种方法交替使用。当由已知条件推出的结论与要证的结论所需的条件相吻合时,解题途径就畅通了。

链接中考

考点1 用分析综合法计算

例1 我国汉代数学家赵爽为了证明勾股定理,创制了一副“弦图”,后人称其为“赵爽弦图”,下图由弦图变化得到,它是由8个全等的直角三角形拼接而成的。记图中正方形ABCD,正方形EFGH,正方形MNKT的面积分别为S1,S2,S3。若正方形EFGH的边长为2,则S1 S2 S3=___


思维模型100个案例(分析综合法)(8)

【解析】如图所示,因为8个直角三角形全等,四边形ABCD,EFGH,MNKT是正方形,所以CG=KG,CF=DG=KF。所以


思维模型100个案例(分析综合法)(9)

考点2 用分析综合法进行推理论证

例2 如图所示,⊙O是△ABC的外接圆,P是⊙O外一点,AM是⊙O的直径,∠PAC=∠ABC

(1)求证:PA是⊙O的且线

(2)连接PB与AC交于点D,与⊙O交于点E,F为BC上的一点,若M为弧BC的中点,且

∠DCF=∠P,求证:


思维模型100个案例(分析综合法)(10)


思维模型100个案例(分析综合法)(11)


【解析】如下图所示


思维模型100个案例(分析综合法)(12)


连接CM,根据圆周角定理得出∠PAC=∠ABC,∠M=∠ABC,由∠M ∠MAC=90度,得出∠PAC ∠MAC=90度,即∠MAP=90度,问题得证。

连接AE,如上图所示。根据垂径定理知AM⊥BC,进而AP‖BC,所以△ADP∽△CDB,


思维模型100个案例(分析综合法)(13)

证明:(1)连接CM

∵∠PAC=∠ABC,∠M=∠ABC

∴∠PAC=∠M

∵AM是直径

∴∠ACM=90度

∴△ACM中,∠M ∠MAC=90度

∴∠PAC ∠MAC=90度,即∠MAP=90度

∴MA⊥AP

∴PA是⊙O的切线

(2)连接AE

∵M是弧BC中点,AM为⊙O的直径

∴AM⊥BC

∵AM⊥AP

∴AP‖BC

∴△ADP∽△CDB


思维模型100个案例(分析综合法)(14)

∵AP‖BC

∴∠P=∠CBD

∵∠CBD=∠CAE

∴∠P=∠CAE

∵∠P=∠DCF

∴∠DCF=∠CAE

∵∠ADE=∠CDF

∴△ADE∽△CDF


思维模型100个案例(分析综合法)(15)


【点评】本题综合考查了圆周角定理,切线的判定,垂径定理,三角形相似的判定和性质,添加恰当的辅助线是关键。

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