馮娟
初學幾何,便遇到有關角度的計算問題.處理這類問題,通??山Y合題設與圖形的有關性質,運用方程思想求解,現(xiàn)舉例說明.
例1 如圖1,直線AB、CD相交于點O,OE⊥AB,OF⊥CD,則圖中與∠EOF相等的角還有( ).
A. 1個 B. 2個 C. 3個 D. 4個
【分析】由于題中沒有給出除直角以外的任何一個角的度數(shù),求出∠EOF的度數(shù)是不可能的,但是我們可以設∠AOF為x°,則∠EOF為90°+x°.因此,要找到與∠EOF相等的角,只要找到角度為90°+x°的角就可以了.容易表示出圖中以下角的度數(shù),∠AOC=90°-x°,∠COE=x°,∠BOC=90°+x°,∠AOD=90°+x°.所以圖中與角∠EOF相等的角有兩個.
在解決這道題的過程中,我們發(fā)現(xiàn)這道題有很多個未知量,因此我們用設未知數(shù)表示出各個角的方法,使得解題思路變得更加簡潔.
方程是數(shù)學中的天平,結合題中的已知量和未知量,我們可以將各個實際問題中的等量關系“翻譯”成方程.
例2 如圖2,直線BC、DE相交于點O,OA、OF為射線,AO⊥OB,OF平分∠COE,∠COF+∠BOD=51°,求∠AOD的度數(shù).
【分析】首先理解題目條件可以得知,∠BOD=∠COE,∠BOE=∠COD,∠AOB=∠AOC=90°,∠EOF=∠COF.設∠COF=x°,則∠BOD=∠EOC=2x°,根據(jù)∠COF+∠BOD=51°列出方程x+2x=51,求解.
當然也可以通過算式計算,兩種描述方法的比較,我們可以發(fā)現(xiàn)方程是比算式更有力的數(shù)學工具. 列算式時,只能使用已知數(shù),列方程時,未知數(shù)可以像已知數(shù)一樣參與運算,比列算式更直接、更自然、更寬松,從而給解決問題提供便利,體現(xiàn)了從算術方法到代數(shù)方法的進步.
在有些數(shù)學問題中,設定一些未知 數(shù),不需要求出未知數(shù),而根據(jù)題目本身的特點,將未知數(shù)消去或代換,使問題的解決變得簡捷、明快,在這里不妨稱之為“設而不求”.
例3 如圖3,在△ABC中,∠ACB=90°,AD=AC,BE=BC,D、E兩點在AB邊上,求∠DCE的度數(shù).
顯然這道題利用設未知數(shù)的方法,將復雜的角的關系變得一目了然,但參與其中的未知數(shù)并沒有計算出具體數(shù)值.有時題目需要,我們甚至可以設幾個未知數(shù)求解.
方程是刻畫現(xiàn)實世界數(shù)量關系的有效模型,是分析、解決問題的有效工具.這類幾何角度的計算問題是較為隱性的“方程模型”問題,同學們在解題中很難想到設未知數(shù)、構造方程解決問題.我們要以數(shù)學的眼光觀察問題,恰當?shù)卦O定未知數(shù),用好方程這個工具,能拓寬解題視野,積累更多的解題經驗.
(作者單位:江蘇省如皋市實驗初級中學)