【摘要】從七年級(jí)、八年級(jí)數(shù)學(xué)課本當(dāng)中的練習(xí)題出發(fā),引出兩道中考題,剖析牽涉到的知識(shí)點(diǎn),尋找解題關(guān)鍵,將中考題回歸教材,分析題意,尋找基本圖形,回憶課本上關(guān)于這一部分知識(shí)是如何講解的,觀察這個(gè)圖與基本圖形之間的異同點(diǎn),以教材為理論依據(jù),將問題逐次展開,一層層解決。
【關(guān)鍵詞】對(duì)稱 展開 最短
【中圖分類號(hào)】G633.6 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】2095-3089(2016)02-0119-01
人教版八年級(jí)上冊(cè)《軸對(duì)稱》中的一道題:如圖1,A為馬廄,B為帳篷,木馬人某一天要從馬廄牽出馬,先到草地邊某一處牧馬,再到河邊飲馬,然后回到帳篷,請(qǐng)你幫他確定這一天的最短路線。
我們用軸對(duì)稱的知識(shí)將這一天所走的最短路線這一組折線轉(zhuǎn)化為一條線段,畫出圖形,根據(jù)兩點(diǎn)之間線段最短這一定理來求解,并通過反證法來證明。以這道題為基礎(chǔ),可以將問題背景布置為我們所學(xué)過的各種幾何圖形,例如2014四川涼山州中考卷26題:如圖2,圓柱形容器高為18cm,底面周長為24cm,在杯內(nèi)壁離杯底4cm的點(diǎn)C處有一滴蜂蜜,此時(shí)一只螞蟻正好在杯外壁,離杯上沿2cm與蜂蜜相對(duì)的點(diǎn)A處,求螞蟻從外壁A處到達(dá)內(nèi)壁C處的最短距離。
當(dāng)所討論的圖形是對(duì)稱圖形時(shí),一切居于對(duì)稱位置的元素都是可證相等的,一切居于對(duì)稱位置的三角形或其他多邊形都是可證全等的,若所討論圖形不是完備的對(duì)稱圖形,但存在對(duì)稱因素時(shí),添加輔助性的思考是“從對(duì)稱的觀點(diǎn)補(bǔ)所缺的部分”。本題以圓柱為背景,似乎與軸對(duì)稱沒有絲毫關(guān)聯(lián),但因?yàn)樵O(shè)置了從杯外壁到杯內(nèi)壁之間的路徑問題,螞蟻要從杯外到內(nèi)必須經(jīng)過杯子的上沿,杯上沿就可以作為對(duì)稱軸,先將杯壁展開成一矩形,再將內(nèi)、外壁看成是兩個(gè)重合的矩形,將內(nèi)壁向上翻折成一個(gè)平面。如圖3,將圓柱側(cè)面展開成矩形EFGH,使得螞蟻A在矩形的邊EF上,則蜂蜜C在EH、FG中點(diǎn)的連線上,將點(diǎn)A沿著杯上沿EH翻折得到A,則AC的長度就是螞蟻從外壁A處到達(dá)內(nèi)壁B處的最短距離。
由此,又想到七年級(jí)《相交線與平行線》一章中的造橋選址問題:如圖4,A和B兩地在一條河的兩岸,現(xiàn)要在河上造一座橋MN,橋造在何處才能使從A到B的路徑AMNB最短?(假定河的兩岸是平行的直線,橋要與河垂直)。對(duì)于這道題的分析,運(yùn)用的是平移的方法,利用橋的長度不變,假設(shè)可以先過橋,那么橋兩岸的小路就可以連成一條路,轉(zhuǎn)化為兩點(diǎn)之間線段最短問題來解決。
以此為理論依據(jù),2013年天津市中考第25題:在平面直角坐標(biāo)系中,已知點(diǎn)A(-2,0),點(diǎn)B(0,4),點(diǎn)E在OB上,且∠OAE=∠0BA.將△AEO沿x軸向右平移得到△A′E′O′,連接A′B、BE′,當(dāng)A′B+BE′取得最小值時(shí),求點(diǎn)E′的坐標(biāo)。
當(dāng)拿到一道綜合題,不急于動(dòng)手去解,先想象,弄懂它所描繪的情景,這是“合理、科學(xué)的思考”的核心,是其最重要的組成部分,本題第一感覺這是典型的“馬飲水”問題,但是與傳統(tǒng)的軸對(duì)稱問題又有所不同,傳統(tǒng)問題中,在直線的同側(cè)有兩個(gè)定點(diǎn),要在直線上找一個(gè)點(diǎn),使得兩定點(diǎn)到這個(gè)點(diǎn)的距離之和最小,而本題直線上有一定點(diǎn),線外有兩個(gè)動(dòng)點(diǎn),但動(dòng)點(diǎn)A′E′的相對(duì)位置不變,如圖5,要找到某個(gè)位置使得A′B+BE′最小,注意到A′A與E E′始終相等,因此,可以通過構(gòu)造全等三角形將BE′變換到能與A′B組成一條折線的位置,利用兩點(diǎn)之間線段最短解題。過點(diǎn)A作AB′⊥AO,并截取AB′=BE,連接A′B′,則△A A′B′≌△EE′B,從而A′B′=BE′,則A′B+BE′= A′B+ A′B′,當(dāng)B、A′、B′三點(diǎn)共線時(shí),A′B+ A′B′最短,通過EE′=A A′,可得到點(diǎn)E′的坐標(biāo)。
圖形的對(duì)稱變換問題在近年中考有大量的應(yīng)用,遇到這類題時(shí),通過分析題意,尋找基本圖形,回憶課本上關(guān)于這一部分知識(shí)如何講解,觀察這個(gè)圖與基本圖形之間的異同點(diǎn),以教材為理論依據(jù),將問題逐次展開,一層層解決。
參考文獻(xiàn):
[1]《數(shù)學(xué)七年級(jí)上冊(cè)》,北京:人民教育出版社,2004,04.
[2]《數(shù)學(xué)八年級(jí)上冊(cè)》,北京:人民教育出版社,2013,03.
作者簡(jiǎn)介:
張麗華(1978.11-),女,漢族,福建三明人,本科,中學(xué)二級(jí)。