解几何题,不管是计算边长还是角度,或者还是证明一个结论,都是一个推理的过程。推理往往不是一步到位的,必须严格地遵循推理规则,每一步都要让自己、让别人信服。所以推理通常是一个比较长的因果链条。
比较复杂的几何题,不容易从题目的已知条件直接看出完整的因果链,这时我们往往需要添加辅助线,把缺失的因果链补起来。所以辅助线一定是起着链接前后的作用,也就是说,辅助线,不管是一条还是几条,一定是链接已知条件和要推理得出的结论。有了辅助线,我们就比较容易看清楚从题目给出的已知条件到题目要求解的问题之间的推理链。
根据这个原理,作辅助线的思路有两个源头:
- 题目给出的已知条件。 已知条件决定了我们可以作出哪些辅助线。辅助线不是天马行空地随便乱作的。
- 所要解决的问题。这决定了哪些辅助线可能对我们这道题目有用。
从以上两个源头出发,也就是顺推(deductive reasoning)和倒退(abductive reasoning),我们可以把辅助线给找出来。有时顺推,可以发现有不少添加辅助线的可能,结合倒退,经过尝试,发现只有少数甚至只有一种辅助线能够使得我们推理链完整,所以作辅助线也可能有一个试错的过程。
出题人通常是先有了图,根据这个图,不需要作辅助线,也能一步一步推理出结论。出题人观察发现,有些线条擦掉,也不影响条件的充分性(sufficient conditions),但是推理链会断掉,从而会增加做题人推理的难度。于是他就擦掉一些线条,来考学生的推理能力。所以,其实辅助线本来就在那里,是等待学生去补起来。
从以上分析,我们不难得出结论,如何提高我们看出辅助线的能力呢?那一定是熟悉基础的定义、定理、公理。对这些基础知识越熟悉,看到几何图形,越容易根据图形和已知条件脑补出越多的可能的辅助线,也越能根据要解决的问题选出合适的辅助线,来链接已知条件和待解决的问题。