盧勝容
【摘要】本文論述在引導(dǎo)學(xué)生解答初中數(shù)學(xué)幾何題時,教師要對學(xué)生的解題過程進行指導(dǎo),引導(dǎo)學(xué)生分析圖形,開展變式訓(xùn)練,不斷提高學(xué)生解決幾何題型的能力?;緢D形分析法重在探索解題思路的形成過程,幫助學(xué)生掌握幾何原理,培養(yǎng)學(xué)生的思維能力,達到舉一反三、輕負高效的良好效果。
【關(guān)鍵詞】幾何題型 圖形分析法 分離圖形 構(gòu)造圖形 添加輔助線
【中圖分類號】G 【文獻標識碼】A
【文章編號】0450-9889(2017)02A-0079-02
很多初中生認為幾何難學(xué),他們在解答幾何題目時面對各種形狀的圖形、各式各樣的符號和條件,經(jīng)常會感到一頭霧水,找不到解決問題的突破口,不但影響了考試成績,還打擊了學(xué)好數(shù)學(xué)的積極性和自信心。鑒于這種情況,教師要對學(xué)生解答幾何題的過程進行指導(dǎo),引導(dǎo)學(xué)生分析圖形,展開變式訓(xùn)練,讓學(xué)生輕松應(yīng)對幾何圖形題目。下面結(jié)合具體例題來談一談以圖形分析為基礎(chǔ)的幾何解題策略。
一、根據(jù)已知條件分離圖形,結(jié)合圖形性質(zhì)解題
解答幾何題目需要具備良好的邏輯推理能力,只有對題目中的已知條件和求證問題進行靈活恰當?shù)剞D(zhuǎn)換,才能快速地解答。角平分線是初中幾何中一個重要的知識點,很多幾何題目都圍繞著這個知識點進行設(shè)計,在中考試題中也不乏角平分線的影子。一些學(xué)生因為對角平線的性質(zhì)等內(nèi)容掌握不夠扎實,導(dǎo)致在遇到這一類幾何題目時無從下手。因此,教師要引導(dǎo)學(xué)生分析題目的來龍去脈,通過分離圖形把題目轉(zhuǎn)化為學(xué)生熟悉的基本圖形,再結(jié)合圖形的性質(zhì)進行解答。
例如,教師出示了一道典型的角平線的題目:如圖1所示,在四邊形ABCD中,AD∥BC,BD平分∠ABC,求證:AD=AB.學(xué)生看到這個題目之后,有的學(xué)生發(fā)現(xiàn)求證的問題是AD、AB兩邊相等,而且兩條邊同屬于三角形ABD中,因此可以把求證結(jié)論轉(zhuǎn)化為求證∠ABD=∠ADB.通過這種求證命題的轉(zhuǎn)化,使看似沒有頭緒的問題變得簡單了。學(xué)生根據(jù)角平線的定義,推理得到∠ABD=∠DBC,同時根據(jù)AD與BC平行的條件,推理得到了∠ADB=∠DBC,由此得到了∠ABD=∠ADB.在三角形ABD中,∠ABD=∠ADB,所以這個三角形是等腰三角形,即AD=AB.在學(xué)生完成了解答之后,教師再讓學(xué)生回顧解題過程,梳理解題思路:先看題目求證的問題是三角形ABD中的兩條邊相等,這時就可以把這個三角形分離出來了,通過逆向推理,只需要證明三角形的AD、AB兩條邊所對應(yīng)的角相等,就可以根據(jù)等腰三角形的性質(zhì)輕松解題。最后,教師引導(dǎo)學(xué)生總結(jié):由這道題可以發(fā)現(xiàn)在解答一些含角平分線的題目時,可以根據(jù)已知條件把問題轉(zhuǎn)化為,分離出一個圖形,再利用這個圖形的基本性質(zhì)解答問題。
由上例分析可知,這種題目可根據(jù)已知和未知對問題進行轉(zhuǎn)化,分離出簡單的圖形,使求證的問題一目了然。學(xué)生在找到解題突破口之后,就自然而然地順利答題了。
二、添加輔助線構(gòu)造圖形,利用幾何知識解題
添加輔助線也是初中幾何題解答中常用的方法,對很多學(xué)生來說,添加輔助線的題目都屬于難度比較大的題目,因為他們并不清楚在哪里添加輔助線是最合適的。因此,教師在指導(dǎo)學(xué)生運用添加輔助線的方法解答幾何題目時,不但要讓學(xué)生明白輔助線添在哪兒,還要使學(xué)生透徹地理解為什么要添在那,讓學(xué)生掌握添加輔助線的技巧。通常來說,很多復(fù)雜的幾何題目在添加輔助線后,都會變得容易起來,因為通過添加輔助線構(gòu)造了一個新的圖形,使原來需要求解或證明的問題發(fā)生了轉(zhuǎn)化,讓學(xué)生找到了答題的方法。
例如,在學(xué)生學(xué)習(xí)了梯形的相關(guān)知識之后,教師出示了一道典型的中考題。如圖2所示,梯形ABCD中,AD∥BC,一條腰AB長為2.5厘米,長底邊BC長為4厘米,連結(jié)B、D兩個頂點,作∠BAD的平分線與線段BD相交于點E,連結(jié)AE,如果AE∥CD,那么AD長多少?很多學(xué)生一看到這道題給出了這么多已知條件就不知所措了。此時,教師要引導(dǎo)學(xué)生再次讀題,讓學(xué)生發(fā)現(xiàn)已知梯形的一腰、一底的長度,求另一底的長度,但學(xué)生還是找不到從哪里下手解題。此時,教師引導(dǎo)學(xué)生在練習(xí)本上準確地把這個圖畫出來,學(xué)生畫完圖之后,教師又讓學(xué)生把題目中的已知條件標示在圖形中,讓學(xué)生嘗試看能不能把問題進行轉(zhuǎn)移。在教師的點撥下,有些學(xué)生已經(jīng)想到了通過延長∠BAD的平分線AE到BC邊,與BC相交于F點,這時就可以把AD轉(zhuǎn)化成FC了。此時馬上有學(xué)生大膽推測:只要求出BF的長度,問題就迎刃而解了。可是,怎么求BF的長度呢?學(xué)生繼續(xù)觀察發(fā)現(xiàn)在三角形AFB中,∠BAF=∠FAD,∠FAD=∠AFB,所以,∠BAF=∠AFB。根據(jù)等腰三角形的性質(zhì),推導(dǎo)出AB=BF,則FC=BC-BF,即AD=BC-AB=4-2.5=1.5厘米。
在教師的引導(dǎo)下,學(xué)生一邊看圖一邊思考,通過合理地添加輔助線,找到了答題的關(guān)鍵點,然后把求解的問題進行轉(zhuǎn)化。在這個過程中,添加輔助線是最關(guān)鍵的一步,借助輔助線構(gòu)造了新圖形,讓原本需要求解的問題變得清晰明了。
三、借助旋轉(zhuǎn)方法抽取圖形,借助圖形分析解題
旋轉(zhuǎn)作為物體位置移動的一種常見方式,對發(fā)展學(xué)生的空間想象力具有重要的作用。在幾何題中,有些已知條件比較繁雜,要求的問題看上去也與已知條件沒有關(guān)系,這時學(xué)生往往都會感覺到束手無策。要解決這一類型的幾何題目,需要學(xué)生的數(shù)學(xué)思維具有較強的靈活性,再根據(jù)題目的意思,借助自己的空間想象力,運用旋轉(zhuǎn)的方法,從中抽取圖形,并結(jié)合圖形的性質(zhì)把看似復(fù)雜的問題簡單化,提高解題效率。
例如,在九年級總復(fù)習(xí)中有這樣一道題:如圖3所示,在正方形ABCD中,E點在正方形內(nèi)部,分別把E點與A、B、C三個頂點相連,得到了△ABE,然后把這個三角形繞B點進行順時針旋轉(zhuǎn)90°,得到△CBE′。已知AE=1,BE=2,CE=3,求∠BE′C是多少度?學(xué)生根據(jù)題意先畫出了草圖,在畫圖的過程中,就有學(xué)生發(fā)現(xiàn)了△ABE旋轉(zhuǎn)90°,其實就是AB邊旋轉(zhuǎn)到了BC的位置,BE旋轉(zhuǎn)到了BE′的位置。因此很多學(xué)生就想到了把EE′兩點連接起來,就得到了一個等腰三角形,再根據(jù)BE旋轉(zhuǎn)90°得到了BE′,所以∠EBE′=90°。此時,很多學(xué)生會發(fā)現(xiàn)∠BE′E=45°,只要再求出∠EE′C的度數(shù)就可以了。根據(jù)勾股定理EE′2=BE2+BE′2=8,而在△EE′C中,EC=3,E′C=1,EE′2=8,根據(jù)勾股定理可知,△EE′C是直角三角形,則∠EE′C=90°,從而推算出∠BE′C=45°+90°=135°。
在解答這類題目時,學(xué)生的大腦很容易受到題目信息的干擾,思路不清晰,找不到解題的突破口。通過旋轉(zhuǎn)圖形,結(jié)合想象,就可以發(fā)現(xiàn)已知條件與求解問題之間的聯(lián)系,從而通過層層推導(dǎo),得到求解的答案。
總的來說,圖形是幾何學(xué)習(xí)和研究的核心內(nèi)容,幾何題的解答離不開圖形性質(zhì)的分析和各種定理的應(yīng)用。教師在指導(dǎo)學(xué)生解答幾何題目時,需要有意識地教會學(xué)生思考的方法,引導(dǎo)學(xué)生對已知條件進行分析,抓住要點,抽絲剝繭,把復(fù)雜的問題簡單化,把未知的內(nèi)容已知化,學(xué)會舉一反三,做到觸類旁通,不斷訓(xùn)練學(xué)生的邏輯推理能力,提升學(xué)生的數(shù)學(xué)思維品質(zhì)。