尚凡青 魏相清
個(gè)題目:如圖1,在△ABC中,點(diǎn)O在線段BC上,∠BAO=30°,∠OAC=75°,AO=33,BO∶CO=1∶3,求AB的長.
經(jīng)過社團(tuán)成員討論發(fā)現(xiàn),過點(diǎn)B作BD∥AC,交AO的延長線于點(diǎn)D,通過構(gòu)造△ABD就可以解決問題(如圖2).
請回答:∠ABD= °,AB= .
說明:上述試題改編自北京市2014年中考數(shù)學(xué)試題第22題,保持了東營市中考數(shù)學(xué)試題命題的近幾年風(fēng)格,以改編題為主;該題看似無從下手,實(shí)則暗藏玄機(jī),認(rèn)真分析后就會發(fā)現(xiàn)可以通過構(gòu)造相似的基本圖形或角平分線的基本圖形將問題解決,考查了初中階段的核心知識;此外,該題作為此題的第(1)問,以填空題的形式出現(xiàn)降低了難度,減輕了學(xué)生的心理負(fù)擔(dān),也為研究第(2)問指明了方向,兼具中考試題的選拔功能,是一道不錯(cuò)的試題.2 解法簡析
作為一線教師在研究中考試題過程中,筆者認(rèn)為需要考慮的第一步就是除了參考答案提供的方法(此處以提示的形式呈現(xiàn),要求學(xué)生簡單填空)以外,還有沒有其他方法?做到“入寶山而不空返”(羅增儒語),因此,下面針圖3對上述問題再給出幾種其他解法.
方法1:過點(diǎn)C作CG∥AB,交AO的延長線于點(diǎn)G,通過構(gòu)造△AGC就可以解決問題(如圖3).
方法2:過點(diǎn)O作OE∥AC,交AB于點(diǎn)E,通過構(gòu)造△AOE就可以解決問題(如圖4).
方法3:過點(diǎn)O作OF∥AB,交AC于點(diǎn)F,通過構(gòu)造△AOF就可以解決問題(如圖5).
說明 試題中的提示和方法1是受BO∶CO=1∶3的啟發(fā),在圖形外部通過構(gòu)造相似的基本圖形(X型圖)解決問題;方法2和方法3則是受上述啟發(fā),在圖形內(nèi)部構(gòu)造相似的基本圖形(A型圖)解決問題.然后,還要通過告訴的角度發(fā)現(xiàn)隱藏的條件(30°+2×75°=180°),進(jìn)而發(fā)現(xiàn)△ABD、△AGC、△AOE、△AOF等都是等腰三角形,從而順利解決問題.
除了按照上述提示,應(yīng)用方法1、2、3可以解決問題外,還有其他方法嗎?上述方法最早的出發(fā)點(diǎn)是題干中的比例關(guān)系,然后再通過角度關(guān)系,發(fā)現(xiàn)了等腰三角形,那么我們能否先從題干中告訴的角度入手呢?答案是肯定的.圖6
方法4:過點(diǎn)O作OH⊥AB,CI⊥AO,垂足分別為H和I,過點(diǎn)C作CJ垂直于BA的延長線于點(diǎn)J(如圖6).
根據(jù)題干條件易得:OH=332,CJ=CI=63;
然后根據(jù)S△ABO+S△ACO=S△ABC可得:12×AB×323+12×33×63=12×AB×63,
解得:AB=43.
說明 上述方法首先從題干中給的角度的條件入手,發(fā)現(xiàn)30°+2×75°=180°,此時(shí)如果延長BA的話,就會出現(xiàn)角平分線,于是此時(shí)嘗試構(gòu)造角平分線的基本圖形[1]將問題解決;當(dāng)然如何應(yīng)用題干中的比例關(guān)系成了接著需要考慮的問題,于是有了圖6中的輔助線OH(此時(shí)出現(xiàn)了相似的基本圖形A型圖);最后應(yīng)用“面積相等,算兩次”的方法將問題解決,這種方法是教材中證明勾股定理的方法,在很多考題中也有出現(xiàn),需要引起一線教師的足夠重視.3 兩點(diǎn)思考
3.1 角度暗藏玄機(jī)
通過上面的介紹可以看出,發(fā)現(xiàn)題干中告訴的角度之間的關(guān)系是解決問題的關(guān)鍵,那么如何發(fā)現(xiàn)這種暗藏的玄機(jī)呢?很多文章都有介紹[2],不過筆者認(rèn)為不斷的“試誤”,不斷的糾偏,也是一種不錯(cuò)的方法,在解決此問題的過程中最難做的是如何處理75°的這個(gè)角,曾經(jīng)嘗試將75°分為30°和45°的兩個(gè)角,這樣也可以出現(xiàn)角平分線的基本圖形,但是在這種思路下,題干中的比例關(guān)系用不上,于是才有了上述方法4.
3.2 比例明晰方向
我們有理由相信上述方法4不容易想到,題干中最容易下手的就是比例關(guān)系,而處理比例關(guān)系的方式就是構(gòu)造相似來解決[3],于是試題中的提示和方法1、2、3都是通過在圖形外或圖形內(nèi)構(gòu)造相似的基本圖形來解決的,這樣就會讓問題迎刃而解.4 拓展再編
再編1:通過上面的介紹可以看出題干中的關(guān)鍵條件一個(gè)是角度的關(guān)系,一個(gè)是比例的關(guān)系,那么能否將上述兩個(gè)條件更一般化呢?
如前文圖1,在△ABC中,點(diǎn)O在線段BC上,∠BAO=α,∠OAC=β,且滿足α+2β=180°,AO=a,BO∶CO=1∶n,求AB的長.
此題的答案是AB=an+a,與題干中告訴的角度沒有關(guān)系.圖7
再編2:求AC的長.
在等腰△ABD中易得BD=2ABcosβ,又BDAC=BOCO=1n,即2ABcosβAC=1n,解得AC=2nABcosβ=2a(n+1)cosβ.
至此,我們有理由猜測此題最初的命題靈感,可能是來自于下述角平分線的基本圖形(如圖7,AD平分∠BAC)中蘊(yùn)含的結(jié)論(ABAC=BDCD),特別是試題中的提示方法正是證明此結(jié)論的典型方法.
中考試題是命題專家集體智慧的結(jié)晶,作為一線教師在教學(xué)中應(yīng)該認(rèn)真研究中考試題,特別是本地區(qū)的中考試題,自己先跳進(jìn)“題?!?,將學(xué)生從“題?!敝薪夥懦鰜?,為真正實(shí)現(xiàn)學(xué)生減負(fù)貢獻(xiàn)一份力量.此外,解題能力也是數(shù)學(xué)教師必須具備的基本功,相信在這個(gè)過程中必會加速自身的專業(yè)成長.
參考文獻(xiàn)
[1]高厚良.對“角的平分線”教學(xué)的思考——從一次“滬皖同課異構(gòu)”教學(xué)展示談起[J].中學(xué)數(shù)學(xué)雜志,2016(4).
[2]王永松.挖掘題目中的“隱含條件” 突破“非特殊角”的壁壘[J].中學(xué)數(shù)學(xué)(下半月),2017(12).
[3]于彬,王師森.一次青年教師解題比賽中的解題思考[J].中國數(shù)學(xué)教育(初中版),2017(6).