何春華
原題呈現(xiàn):如圖1,△ABC是等腰直角三角形,∠BAC=90°,AB=AC,四邊形ADEF是正方形,點(diǎn)B、C分別在邊AD、AF上,此時(shí)BD=CF,BD⊥CF成立.
(1)當(dāng)△ABC繞點(diǎn)A逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)α(0°<α<90°)時(shí),如圖2,BD=CF成立嗎?若成立,請(qǐng)說明;若不成立,請(qǐng)說明理由.
(2)當(dāng)△ABC繞點(diǎn)A逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)45°時(shí),如圖3,延長(zhǎng)DB交CF于點(diǎn)H.
①求證:BD⊥CF;②當(dāng)AB=2,AD=32時(shí),求線段DH的長(zhǎng).
本題第(1)問、第(2)問①比較簡(jiǎn)單,在此不多說明.關(guān)于第(2)問②求DH的長(zhǎng)度,備課組教師在復(fù)習(xí)教學(xué)時(shí)展開熱烈討論,并呈現(xiàn)出不同的解題思路.而學(xué)生對(duì)此問的解法似乎更勝一籌,值得教師反思總結(jié).整理如下:
解法1(學(xué)生1的解答):注意到本題中存在一個(gè)“8”字形相似,如圖4所示,因此求DH的長(zhǎng)考慮分別求出DN和HN的長(zhǎng)即可.求DN在Rt△AND中用勾股定理求,求HN利用相似三角形解題.
設(shè)AF與BC交于點(diǎn)M,在Rt△CAB中,AC=AB=2,由勾股定理得:BC=22.由旋轉(zhuǎn)45°可知:∠CAF=∠BAF=∠BAD=45°.∴CM=BM=2,∠AMB=90°=∠DAF,∴BM∥AD,∴△NMB∽△NAD,∴NMNA=BMAD,∴NM=22,∴AN=322=FN.在Rt△AND中,由勾股定理得DN=3210;由①可知BD⊥CF,∴∠DAN=∠NHF=90°,又∠HNF=∠DNA,∴△HNF∽△AND,∴HNFN=ANDN,∴HN=31010,∴DH=HN+DN=3210+31010=9510.
反思:求線段長(zhǎng)度一般可利用勾股定理或三角形相似解決,這種解法分別求出構(gòu)成一條線段的兩部分長(zhǎng),需要我們熟悉三角形相似的基本圖形,對(duì)同學(xué)們的能力有較高的要求.
解法2(學(xué)生2的解答):觀察圖形可知DH=BD+BH,因此可分別求出BD與BH的長(zhǎng).
由圖4可知AM=2,∴FM=22.在Rt△CMF中,由勾股定理得CF=10,由(1)可知BD=CF=10.如何求BH呢?仔細(xì)觀察圖形,可以發(fā)現(xiàn)Rt△CMF與Rt△CHB中有公共角:∠FCB,∴sin∠FCB=FMCF=BHBC,∴2210=BH22,∴BH=4510,∴DH=BD+BH=9510.
反思:學(xué)生2的解答運(yùn)用了兩個(gè)直角三角形的公共角的銳角三角函數(shù)解題,實(shí)現(xiàn)了快速解題,這種方法相對(duì)思維含量較高,要能發(fā)現(xiàn)Rt△CMF與Rt△CHB中的公共角,往往角等則這兩個(gè)角的銳角三角函數(shù)相等,借助這一關(guān)系可列出方程解題,這也是常規(guī)思維,值得學(xué)習(xí).
解法3:(學(xué)生3的解答)由于BD⊥CF,F(xiàn)M⊥BC,因此FM、BH都是△BCF的高,利用三角形面積的不同表示方式也可以求出BH的長(zhǎng).
由解法1、2可知:BC=22,CF=10,NM=22,F(xiàn)N=322,∴FM=22.由S△BCF=12BC×FM=12CF×BH,∴12×22×22=12×10×BH,解得BH=4510,問題得解.
反思:三角形的面積與高緊密相關(guān),建立面積與高的思維聯(lián)系是一種常規(guī)的通性通法,需要不斷強(qiáng)化對(duì)這種方法的認(rèn)識(shí).
總結(jié):在數(shù)學(xué)習(xí)題課教學(xué)中,要給學(xué)生留足探究的空間,學(xué)生會(huì)在探究中有所收獲,同時(shí)也給學(xué)生留足思維的空間,學(xué)生能思考的問題要留給學(xué)生思考,讓學(xué)生在思考中學(xué)會(huì)思維.數(shù)學(xué)素養(yǎng)的培養(yǎng)是“悟”出來的,而不是“教”出來的,在習(xí)題課中充分展示學(xué)生的思維,引領(lǐng)學(xué)生靈活探究,給學(xué)生眼前所需要的知識(shí)技能、方法技巧等應(yīng)試素質(zhì),從而為培養(yǎng)學(xué)生未來發(fā)展所需要的數(shù)學(xué)素養(yǎng)打好基礎(chǔ).