山东省淄博市周村区北郊中学 255000; 山东省淄博市修文外国语学校 255000
教师在教学时要注意给学生创造机会,让学生学会找基本图形。通过基本图形的积累,学生在分析题目时,就能唤醒利用这些基本图形,并能直接解题。几何命题的证明方法很多,只要找到规律、找到模型,我们就可以“以不变应万变”,任何问题就能迎刃而解。所以说,模型建立是学好数学的秘密武器。
基本图形:如图1,B、D、C在一条直线上,∠B=∠ADE=∠C=90°。我们称这一图形为“一线三直角”模型,则△ABD∽△DCE(或△ABD≌△DCE)。
点评:我们在教学中经常遇到此图形,只要见到一直角在一条直线上,我们可以构造两侧的直角三角形,利用相似三角形可以解决一类相关问题。当出现了有相等边的条件之后,相似就转化为全等了。综合性题目往往就会把相似和全等的转化作为出题的一种形式。本文将重点对这一基本图形进行探讨。
一、在旋转中出现一线三直角基本图形(全等)
如图,将AO绕点O按逆时针方向旋转90°,得到A’O。若点A的坐标为(a,b),则点A’的坐标为( )。
解析:过A点作AB⊥x轴,垂足为E,过A’作A’E’⊥x轴,则△A’OE≌△OAE,所以A’E’=OE=a,AE=OE’=b,所以A’的坐标为(-b,a)。
点评:教师在平时教学中就要注意基本图形的构造,为以后学习打下良好的基础。
变式:直线l1∥l2∥l3,且l1与l2的距离为1,l2与l3的距离为2。把一块含有45°角的直角三角形如图放置,顶点A、B、C恰好分别落在三条直线上,AC与直线l2交于点D,则线段BD的长度为( )。
分析:∠AEC=90°,并在直线l3,此时我们可以构造一线三直角数学模型,△ADE与△BEC全等,所以DB=CE=3。
二、在折叠中构造一线三直角
如图,把矩形纸片OABC放入平面直角坐标系中,使OA、OC分别落在x轴、y轴上,连结OB,将纸片OABC沿OB折叠,使点A落在A’的位置。若OB= 5,tan∠BOC= ,则点A’的坐标是多少?
解析:因为OB= 5,tan∠BOC= ,OA=1,AB=2,△A’OD∽△A’BE。设OD=a,则A’E=2a, A’D= (a+1), DE=AB,2a+ (a+1)=2,解得a= ,所以A’的坐标(- , )。
点评:此题是以矩形折叠为载体,如果利用常规方法勾股定理及全等计算很麻烦。如果构造一线三直角是非常简单的,过A’做AB的平行线,与BC、AO的延长线交于E、D, △A’OD∽△A’BE。设OD=a,则A’E=2a, A’D= (a+1),DE=AB,2a+ (a+1)=2,计算量相当简单。
三、画斜为直,找直线构造一线三直角
如图,在平面直角坐标系xoy中,点A的坐标是(-7,1),∠AOB=135°,OB=5。(1)求△AOB的面积。(2)求点B的坐标。
解析:设B(x,y),过B点作BF⊥x轴,过D点作x轴的平行线,与y轴交于G点,过A点作AC⊥CD。因为∠AOB=135°,AO=5 2,所以∠AOD=45°,AD=OD=5,所以△BOF≌△DOG≌△DCA,所以AD=OD=BO,AC=DG=OF,CD=OG=BF,所以△AOB的面积= ×5×5= ,所以x+y=7,1+y=x,所以x=4,y=3。
点评:这是一道一题多解的题,将∠AOB=135°转化为∠AOD=45°,构造等腰直角三角形,再构造模型一线三直角(全等)。
四、在圆中构造一线三直角
如图,在平面直角坐标系中,⊙P与x轴相切于点C,与y轴分别交于A、B两点,连接AP并延长分别交⊙P、x轴于点D、E,连接DC并延长交y轴于点F。若点F的坐标为(0,1),点D的坐标为(6,-1)。(1)求证:DC=FC。(2)求直线AD的解析式。
解析:(1)由△OFC≌△GDC得到OC=CG,过点作DG⊥x轴,连接AC,因为AD为直径,所以∠AGD=90°,△OAG∽△CGD,所以DG∶GC=OG∶OA,所以1∶3=3∶OA,所以OA=9。
点评:从圆中找直角,利用直径得圆周角等于90°,问题便可迎刃而解。
基本图形的教学是初中几何教学的重点,也是难点,教师在平时教学中要注重基本图形的研究,要有足够的耐心等学生慢慢积累。学生的学习达到一定程度就会从复杂的图形中提炼出基本图形,才会出现解决问题时的灵感。
论文作者:鲍玉秀,张刚
论文发表刊物:《中小学教育》2017年2月第269期
论文发表时间:2017/2/14
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