劉璇
【摘 要】在實際的教學中,教師經(jīng)常貪多,喜歡給學生留更多的習題。而事實上,很多東西其實是相通的,一道題如果反復思考透了,想出多個解題方法,會打開思路,帶給我們更多啟示。
【關鍵詞】菱形;解題方法;轉化
在一次考試中,有這樣一道題:
在菱形ABCD中,∠ABC=60°,E是對角線AC上一點,F(xiàn)是線段BC延長線上一點,且CF=AE,連接BE、EF.
(1)如圖1,若E是線段AC的中點,求證:BE=EF;
(2)若E是線段AC或AC延長線上的任意一點,其它條件不變,如圖2、圖3,線段BE、EF有怎樣的數(shù)量關系,直接寫出你的猜想;并選擇一種情況給予證明。
第(1)問,思路很順暢,有一定基礎知識的學生都能想到解題的關鍵:菱形的對角線性質以及特殊的60°角。而且一般情況下,證明兩個線段相等,采用的通法是:等角對等邊。通過兩個底角相等來得到兩邊相等。
對于第(2)問,通過觀察,能夠猜想得到BE=EF仍然成立,但是如何證明?困擾了許多學生。其實,受第(1)問的啟發(fā),想延續(xù)此思路,證明∠EBF=∠EFB,但顯然不太好證,因為第(1)問通過∠EBF=30°得到兩角相等,而這里的∠EBF不再是特殊角度。所以需要另辟蹊徑:
方法一:將角進行“轉化”。(這是經(jīng)常使用的方法)關鍵如何轉化?轉化哪個角?結合已知平行,想到可以將∠EBF轉化成與之相等的角,從而延長BE到M,(如下圖2)則∠EBF=∠BMA。下面需要做的是:證明∠BMA=∠F。有圖形意識的同學會想到,要證明ΔBMA∽ΔEFC。顯然有兩角∠BAM=∠ECF=120°,再找什么條件?只能是對應邊成比例,也就是AM-AB = CF-EC。記住,還有一個關鍵的條件:AE=CF。再者,進一步發(fā)現(xiàn)AM-AB = AM-BC= AE-EC,從而建立了聯(lián)系。得證。
顯然,上面的方法一不太好想,很多同學在有限的時間內(nèi),可能發(fā)現(xiàn)不了相似三角形,從而放棄此方法,再來探尋新方法。
方法二:此方法是比較容易想到的,同樣用到“轉化”思想:直接轉化線段。很容易看出BE=DE(ΔABE≌ΔADE),所以,做了如下的輔助線:連接DE,如下圖左。那接下來,就要證明DE=EF,自然的,連接DF,如下圖右。從而,需要證明ΔDEF為等邊三角形。結合已知AE=CF,再觀察圖形,顯然ΔAED≌ΔCFD,則DE=DF,再加上60°角,等邊三角形得證,從而結論得證。
再來探一探,已知條件是否能讓我們想到其它方法?顯然還有,介紹如下:
方法三:菱形提供了平行的邊,所以不妨過點E作平行線試試,如下圖左,過點E作EN∥BC,交AB于點N,作了此輔助線,還要發(fā)現(xiàn)ΔAEN是等邊三角形,則CF=AE=NE,再觀察圖形,需有ΔBNE≌ΔECF,顯然,通過AB=AC,AN=AE,得BN=CE,再加上120°,則全等得證。BE=EF得證。由此方法,再聯(lián)想到,過點E作EP∥BC,交BC于點P,如下圖右,則通過證明ΔBEP≌ΔFEC(或ΔBEC≌ΔFEP),可得BE=EF。
可以過E作平行線,還能過別的點嗎?點F也是可以的,從而有了
方法四:過點F作FQ∥AB,交AC的延長線于點Q,易得ΔCQF為等邊三角形,與方法三類似,再證ΔABE≌ΔQEF,則結論得證。
方法五:再來看一個特別又一般的方法,說特別是因為不容易想到,說一般是因為題目中的條件還能得到這種方法的必然性:要證明BE=EF,那就直接證,因為是60°的菱形,所以,可以通過設邊的長度,表示出BE、EF的長度,通過長度相等,得到兩邊相等。下面的工作就是表示BE、EF的長度。而對于這樣的三角形,要表示長度,自然而然的輔助線:過E作EG⊥BF,交BF于點G,設AB為a,GC為x,則BG=a-x,又因為∠ECG=60°,所以EC=2x,則AE=a-2x=CF,從而FG=a-2x+x=a-x,做到這里,發(fā)現(xiàn),不再需要表示BE、EF了,因為BG=FG,再加上作的垂直,從而全等得BE=EF。
尤其最后一個方法五,又給我們提供了證明線段相等的新方法。把這道題吃透,想必學生的收獲會非常大。
從這一道題目來看,如果在課堂上專攻此題,把課堂時間還給學生,讓學生從多種角度考慮,會讓學生有更大的樂趣,更能激發(fā)學生的創(chuàng)新性和積極性。 一題多解,確實不錯。