如何学好高联二试平面几何

Outshine 2024-01-11 | 阅读 693

高联二试的平面几何是与初中数学联系比较紧密的板块,高中联赛几何部分只是补充了少量的几个定理和一些更有技巧性的方法。因此,平面几何部分入手比较容易,其题目在高联中也是比较简单的,想在高联取得优异的成绩,首先就要搞定平面几何模块。

拿下高联二试几何板块,需要熟练掌握多种不同的处理方法,最关键的是掌握多种解题手段。

纯几何法(包括几何变换)

纯几何法,简单来说就是几何的传统方法。一般标准答案会至少给出一个这样的纯几何法,所以普适性最强。

首先需要解决的是的直线形问题——全等、相似、四边形等;掌握了初中阶段的几何知识之后,再接触圆和初高中联赛相关的平面几何知识,近几年的高联用全等相似共圆即可,调和甚至不需要掌握(但学了肯定对后来有帮助)。

几何的定理和构型要熟悉。比如伪内切圆,三角形五心的关系, Miquel点,帕斯卡定理、笛沙格定理等等。很多几何题是基于这些构型的,如果不熟悉的话非常吃亏。最后要记住:如果做不出来,请画一个标准图,找相似、共线、共圆,往往做不出题的原因是你对这个图形的结构了解的还不够深,只需猜到一些结论或许很快就能得到突破。

这里不讨论比较偏门的几何问题,比如几何不等式或者立体几何,主要原因是考得不多。

三角法

是简单几何构图中计算起来最快的方法,也是覆盖面最广的方法,所以联赛几何经常可以用三角做。三角法的技术含量其实不算很高,大概就是把角写出来(这里可能要用角元, 梅涅劳斯(Menelaus)定理,塞瓦定理),然后用正弦、余弦定理表示边,最后算出对应的性质。需要注意的是:和差化积、积化和差等三角变形公式必须非常熟悉。并且在处理具体问题的时候,一般来说乘比加的形式更漂亮,因为更容易消掉一些东西,所以在表示边的时候尽可能少用余弦定理,余弦定理一般是最后带入算。

另外,三角法有时要配合同一法。有时候一个角看似不好求,实际上就是已有角的线性表示,带入之后一下就做出来了。所以在三角法陷入僵局的时候可以考虑代入特殊角。

复数法

复数法其实适用范围并不广泛,但是有的题目用复数会很简单,复数是做几何题的独门兵器。复数法一般来说只能适用于圆比较少的情况:因为给定3点求圆心坐标很困难。一般来说,原点取一个圆的圆心,并把这个圆取成单位圆,这样可以认为圆上的点有相似三角形用复数比较容易表示,但解两条直线的交点比较困难。在计算的过程中,尽量把所有点都用单位圆上的复数表示,这样取共扼只需要把里面所有单位圆上的复数z分别换成1 / z 即可。

在用复数法解题之前要先判断一下计算的复杂度。一般来说,表示起来复杂的点不能太多,否则计算量会指数级增加。

解析几何法

这是一种很暴力的方法,适用范围最差,计算量最大。我几乎没见过有人可以用解析几何做出 CMO 以上难度的题,就算有,用三角也可以比较快的做出来。当然,有的题目用曲线系等“高级”解析几何方法可以迅速做出。处理一道几何题,一般要先画一个比较标准的图,然后观察是否有好的性质,估测各种计算法的复杂度,然后选择一种方法做下去。特别要注意的是,在CMO与之后的IMO考试中,如果点线之问的位置关系不确定,最好使用有向角与有向线段或者分情况讨论(尽管一般是本质相同的);特别的,在每个交点取出之前,一定要先询问自己“是否有交点”,避免因为这样的情况被扣分。

中国国内的考试对几何的要求不算高,并且很多几何题可以用“算”的方法解出,所以高手做几何题往往更偏重计算法。(有一定原因是中国选手代数基本功较好)计算法的优势在于熟练之后所需时间比较稳定,不容易卡壳。所以大家在学习几何的时候计算方法、纯几何方法都要熟练,这样才更容易稳定发挥。


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