【摘要】在解答數(shù)學問題時,為了加快解題的速度,同時避免一些不必要的繁雜運算,一般會采用特殊的方法來簡化解題過程,從而快速解題.利用特殊化思想來解題不僅可以提高思維的靈活性,還能提高學生對于知識的應用能力.本文將結(jié)合幾道例題談?wù)勌厥饣枷朐诔踔袛?shù)學中的應用.
【關(guān)鍵詞】特殊化;初中數(shù)學;解題技巧
1 構(gòu)造特殊圖形
例1 如圖1所示,有一矩形ABCD,過其頂點C作CE⊥BD,垂足為E,延長EC到點F,使CF=BD,連接AF,求∠BAF的度數(shù).
解 常規(guī)解法 延長AB至點G,使BG=AB,連接GC、GH、AC,如圖2所示.
因為四邊形ABCD是矩形,所以BC⊥AB.
又因為AB=BG,CB垂直平分AG,所以AH=GH,AC=CG.
則△ACH△GCH,所以∠HAC=∠HGC.
又因為矩形的對角線相等,即AC=BD,
而CF=BD,所以AC=CF,
所以∠F=∠CAF=∠HGC.
又因為矩形對邊平行且相等,
所以BG∥DC,BG=DC.
所以四邊形BGCD是平行四邊形,
則BD∥CG.
因為CE⊥BD,所以EF⊥CG,
則∠GCF=90°.
在△GPH和△FPC中,∠HPG=∠CPF,∠HGC=∠F,
所以∠GHP=∠GCF=90°.
所以GH⊥AF,△AGH是等腰直角三角形,所以∠BAF=45°.
特殊解法將矩形ABCD特殊化看作是正方形ABCD,則如圖3所示.
易得AF是∠BAD的角平分線,
故∠BAF=45°.
評析 此題雖然條件比較簡單,圖形也不算復雜,但是若按常規(guī)思考方式往往難以發(fā)現(xiàn)解題的思路.但是此題的條件可以特殊化,通過構(gòu)造特殊圖形,將矩形特殊化為正方形,則AF與EF重合.此時,可得∠BAF=12∠BAD=45°.這樣就可以利用構(gòu)造法將問題簡化,思路也更加清晰.
2 利用特殊點
例2 如圖4所示,線段AB是半圓O的直徑,長度為2,直角三角形DEC的直角邊DE與OB重合,且∠DCE=30°.連接AC,點P是AC上的一點,且CP=3AP,將△DEC繞點B按順時針方向旋轉(zhuǎn)到圖5的位置,則點P在此過程中運動的路徑長為( )
(A)132π. (B)34. (C)312π. (D)34π.
解 如圖4所示,取圓心O所在位置為特殊的點D,則點P的運動軌跡是一個圓弧.
過點P作BC的平行線與AB相交,交點即為圓弧的圓心.
因為CP=3AP,所以圓弧的半徑大小為34,則點P的運動路徑長為l=60·π·34180=312π,答案為(C).
評析 在取特殊點時要把原先研究的動點固定在某個位置,方便后續(xù)的觀察與分析.這時再以所取特殊點的變化為基準,研究出其軌跡,反推出原研究動點的軌跡,即可得到答案.需要注意的是,所取的特殊點一定要不違背原題的條件,并且能夠起到簡化問題的目的.
3 選取特殊的值
例3 現(xiàn)有周長相等的三種圖形:正三角形、正方形、正六邊形,三者的面積分別為S1、S2、S3,則下列說法中正確的一項是( )
(A)S1>S2>S3. (B)S1>S2>S3.
(C)S3>S1>S2. (D)S2>S3>S1.
解 設(shè)三者的周長大小均為6,則正三角形的邊長為2,高為3,則S1=3;
正方形的邊長為32,則S2=94;正六邊形的邊長為1,邊心距為32,則S3=332.
因為332>94>3,所以S2>S2>S1,選擇(B)選項.
評析 選取特殊值是特殊化思想中的一種常用方法.部分題目只會給出變量之間的關(guān)系式,并不直觀,也不方便運算.這時就可以選取一些特殊值,既方便計算,也可以快速地得出答案.
4 結(jié)語
總的來說,特殊化思想在初中數(shù)學解題中是極其廣泛的.但與此同時也要認識到特殊化的局限性:在特殊情況下成立的一般情況下未必成立,要輔以更多的嚴謹證明.但是特殊情況下不成立的,一般情況下也肯定不會成立,所以對于選擇題和填空題,特殊化思想可以加快解題的速度.
參考文獻:
[1]徐巖.特殊與一般思想在初中數(shù)學解題中的應用[J].中學數(shù)學,2023,(24):51-52.
[2]劉松風.特殊化思想在初中數(shù)學解題中的應用策略研究[J].中學課程輔導(教師通訊),2020,(14):124-125.
[3]王朝梅.特殊化策略在初中數(shù)學解題中的應用[J].數(shù)理化解題研究,2019,(08):26-27.