矩形的判定对比:一题复盘
矩形的判定对比最适合放到一道题里看:同一个图形,有人走直角路线,有人走对角线路线,哪条更短要看条件。下面复盘一道常见证明题,从读题到落笔一步步来,顺手对比两种判定的取舍。
步骤1:先把题目条件摆平
题目:四边形ABCD中,对角线AC、BD相交于O,AO=CO,BO=DO,且AC=BD。求证:ABCD是矩形。
这题看着给了三组线段相等,没给一个直角。新手容易急着写“AC=BD,所以是矩形”,这就踩坑了。正确第一步不是找矩形,而是先看能不能证明ABCD是平行四边形。
步骤2:用对角线互相平分搭底座
AO=CO说明O是AC的中点,BO=DO说明O是BD的中点。两条对角线互相平分,这是平行四边形的判定。
所以可写:因为AO=CO,BO=DO,所以四边形ABCD的对角线互相平分,因此ABCD是平行四边形。这个底座一搭好,后面的AC=BD才有资格发挥作用。
步骤3:对比两条矩形判定路线
路线A是直角法:证明平行四边形后,再证明∠A=90°,从而判定矩形。可本题没有垂直、没有角平分,也没有勾股关系,硬走角法会绕远。
路线B是对角线法:平行四边形ABCD中,AC=BD,所以ABCD是矩形。题目已经把AC=BD摆在桌上,这条路只要一步。矩形的判定对比到这里就很清楚:线段条件密集时,对角线法通常更省。
步骤4:整理成考场证明
完整书写可以这样:证明:∵AO=CO,BO=DO,∴四边形ABCD的对角线AC、BD互相平分,∴ABCD是平行四边形。又∵AC=BD,∴平行四边形ABCD是矩形。
这份证明不长,但每句都有用。第一句把两个中点条件合成“互相平分”,第二句拿到平行四边形,第三句用对角线相等判矩形。没有废话,也没有跳步。
步骤5:换个条件再对比一次
如果题目把AC=BD删掉,改成AB⊥BC,那路线就变了。仍然先由对角线互相平分证平行四边形,再由∠ABC=90°判定它是矩形。
所以判定不是固定背哪条,而是看题目递过来什么工具。给相等对角线,用对角线法;给垂直直角,用直角法。会这样对比,碰到变式题就不慌。
常见问题
矩形的判定对比中哪种方法更常用?
直角法更常见,对角线法在题目给AC=BD或半对角线相等时更快。没有绝对更好,关键看已知条件。
AO=CO、BO=DO能直接判矩形吗?
不能。它只能说明对角线互相平分,从而判定四边形是平行四边形。还要再有一个直角或对角线相等,才能判矩形。
证明矩形时可以先证平行四边形吗?
可以,而且很常见。多数矩形判定都要先有平行四边形这个基础,再补直角或对角线相等。