◎何華芳
經(jīng)人民教育出版社授權(quán),經(jīng)貴州省中小學(xué)教材審定委員會(huì)審查通過(guò),配人教版新編五年級(jí)《數(shù)學(xué)》教科書(shū)以及《家庭作業(yè)》上冊(cè)第60頁(yè),培優(yōu)提升第6題。在下面的梯形中,剪去一個(gè)最大的平行四邊形,這個(gè)平行四邊形的面積是多少?有幾種剪法?
平行四邊形面積:20×25=500㎝2,我們先把上面的問(wèn)題放一放,對(duì)小學(xué)數(shù)學(xué)中的幾個(gè)幾何圖形進(jìn)行深入的了解,對(duì)前面這個(gè)問(wèn)題有幫助的。
在小學(xué)數(shù)學(xué)中,有三條線段圍成的封閉圖形叫三角形。有四條線段圍成的封閉圖形叫四邊形。在四邊形中,四個(gè)角都是直角,四條邊都相等的圖形叫正方形。四個(gè)角都是直角,兩組對(duì)邊相等的圖形叫長(zhǎng)方形。兩組對(duì)邊平行的四邊形叫平行四邊形。一組對(duì)邊平行的四邊形叫梯形。根據(jù)這些圖形的特點(diǎn),我們可以歸納為:三角形具有穩(wěn)定性。在實(shí)際生活運(yùn)用廣泛。正方形、長(zhǎng)方形具有特殊性,平行四邊形的變易性,由四根木條釘制成的平行四邊形,它的大小,,我們可以從0拉到最大為長(zhǎng)方形(或正方形)。梯形在它們當(dāng)中屬于不規(guī)則性。
如果我們?cè)谝粋€(gè)長(zhǎng)方形中剪去一個(gè)最大的正方形,我們以長(zhǎng)方形的寬為邊長(zhǎng)所剪去的正方形為最大正方形,這是由正方形和長(zhǎng)方形的特殊性決定的。
我們用同樣的理念和方法在梯形中剪去一個(gè)最大的平行四邊形,就是以梯形的短邊為平行四邊形的底,所剪去的平行四邊形的最大(兩種剪法)。平行四邊形具有易變性,梯形具有不規(guī)則性,這種方法會(huì)不會(huì)有誤差呢?
如果我們用長(zhǎng)方形中剪去一個(gè)最大的正方形的方法,在梯形中剪去一個(gè)最大的平行四邊形,短邊為0,顯然這個(gè)方法是不對(duì)的。
在梯形中剪去最大平行四邊形。由于平行四邊形的易變性和梯形的不規(guī)則性,常見(jiàn)的兩種剪法,是否正確?我們進(jìn)行進(jìn)一步的研究。
我們把五年級(jí)上冊(cè)數(shù)學(xué)《家庭作業(yè)》第60頁(yè)培優(yōu)提升第6題來(lái)研究。我們首先把題中的梯形ABCD延伸使它成為穩(wěn)定梯形ABE(圖二)。
若新的梯形CDE的高為h,那么梯形ABE的高為25+h。根據(jù)相似三角形的有關(guān)定律得,求得h=15.625㎝,那么梯形ABE的高是15.625+25=40.625㎝。在梯形ABE中取中位線FG,F(xiàn)G=26㎝(圖三)
那么以梯形ABE的中位線為平行四邊形剪去一個(gè)平行四邊形AHGF。平行四邊形AHGF的高為40.625÷2=20.3125㎝。平行四邊形AHGF的面積:26×20.3125=528.125㎝2,同樣可以剪去平行四邊形HBGF。梯形ABFG在梯形ABCD中,以CD為平行四邊形的底邊剪去的平行四邊形不算大。
由于平行四邊形的易變性和梯形的不規(guī)則性,以梯形的短底為平行四邊形的底所剪去的平行四邊形(兩種情況)為最大平行四邊形是否存在?
我們對(duì)圖三進(jìn)行深入的研究,不難發(fā)現(xiàn),在圖中剪去最大的平行四邊形,應(yīng)該在穩(wěn)定梯形ABE的中位線FG處為平行四邊形的底所剪去的平行四邊形為最大(當(dāng)然,如果是在梯形AEB中就不只是兩種情況,那是四種情況)。隨著中位線的兩側(cè)為底剪下的平行四邊形越離中位線距離越遠(yuǎn),平行四邊形越小,最后為零。
在這個(gè)時(shí)候,在中位線的一側(cè),也就是梯形長(zhǎng)底邊的形成為最大(兩種情況)是正確的。
我們研究平行四邊形在梯形中最大,運(yùn)用了中學(xué)知識(shí),在小學(xué)教學(xué)中如何把握這部分知識(shí),根據(jù)上面是闡述,總結(jié)為:梯形的短底的2倍小于或等于梯形的長(zhǎng)底。那么以梯形的長(zhǎng)底的一半為平行四邊形的底剪去的平行四邊形為最大。梯形的短底的2倍大于梯形的長(zhǎng)底,那么以梯形的短底為平行四邊形的底剪去的平行四邊形為最大。