谷 一
進入高三以來,老師一直要求我們多做題、做好題、多思考、多聯(lián)想.能夠通過解一道題,聯(lián)想到多種方法和類似的題,有助于開拓我們的思維.
前幾天老師布置我們做一道關(guān)于重心的題,題目是這樣的:
如圖1,若點G為△ABC的重心,且AG⊥BG,則sinC的最大值為________.
圖1
拿到題目后我開始思考:點G為△ABC的重心,就有,又有.好!我就以與為基底處理.
解設(shè),則-a-b,a·b=0.
老師看了我的做法后,表示認可.卻又提出了一個問題:本題中,三角形三條邊又有怎樣的關(guān)系呢?
我思考著:如果能夠用邊BC,AC,AB的長度表示出BC,AC邊上的中線的長度,那么就可以表示出AG,BG的長度,問題就可以解決.
用三邊長表示中線長?我聯(lián)想到公式“(a+b)2+(a-b)2=2(a2+b2)”,有思路了!
設(shè)BC=a,AC=b,AB=c,如圖2,延長AG交BC于點E,則E為BC中點,由得到
圖2
因為AG⊥BG,所以,
整理得,a2+b2=5c2,所以cosC=,
所以C為銳角,.
立即向老師匯報我的做法,老師很贊賞.卻又提出一個問題:從形的角度看,還有其他想法嗎?
圖3
如果從幾何的角度去思考:由AG⊥BG,則,所以.若固定A,B兩點,則點C的軌跡是圓D(去除直線AB上兩點),如圖3,則∠ACB顯然是銳角.再往后,卻無從下手!
突然聯(lián)想到“張角最大”的一道經(jīng)典題:
引例如圖4,A(0,a),B(0,b),0<a<b,點C為x軸正半軸上一動點,若∠ACB最大,則點C的坐標是________.
圖4
常規(guī)做法:構(gòu)造關(guān)于∠ACB的三角函數(shù).
解設(shè)C(x,0),x>0,∠ACO=α,∠BCO=β,則∠ACB=β-α.所以tanα=,
引例的幾何解法:
如圖5,過A,B兩點作⊙M(當(dāng)然可以作出無數(shù)個圓),若使得⊙M與x軸正半軸相切,則切點即為所求點C(可由平面幾何知識證明:∠ACB>∠ADB)!此時,由切割線定理可以得到:OC2=OA·OB,即x=時取“=”!
圖5
從引例我得到啟發(fā):本題不過是把引例中的x軸正半軸換成了⊙D而已,只需找出動⊙M與⊙D的切點即可!
如圖6,過A,B兩點作⊙M,逐步增加其半徑,直至與⊙D內(nèi)切,顯然切點為AB中垂線與⊙D的交點C!此時∠ACB取得最大值.(在⊙D上任選一異于點C的點N,連結(jié)AN交⊙D于點K,則∠ACB=∠AKB>∠ANB,即可證明)
圖6
由CA=CB,,所以sinC=.
繼續(xù)思考:剛才的解法中是固定A,B兩點.如果固定其他兩點呢?比如固定C,B呢?
另解如圖7,延長CB至K,使CB=BK=2BE,則GB∥AK,故AE⊥AK,則A點在以EK為直徑的⊙O上.顯然當(dāng)CA為⊙O的切線時,∠ACB取得最大值.此時,OA⊥AC,易得.
圖7
看了我的完整解答,老師笑了:“聯(lián)想是一種非常有效的解題方式,它不僅能夠幫助我們突破思維中的局限瓶頸,拓展思維,還可以提高思維靈活性與想象能力.”
至此,我從幾個不同角度探究了本題的一些解法.這些,都是聯(lián)想得來的.在以后的數(shù)學(xué)解題中,我們應(yīng)仔細觀察題設(shè)條件中的細微之處,發(fā)掘題目的隱含條件,大膽聯(lián)想,從而找到解題的突破口,使得數(shù)學(xué)問題快速得解.