摘要:俗话说几何几何,想破脑壳,辅助线不到位,思路完全没着落,于是老师帮学生归纳出大量解题模型,甚至于到了“看到某某就作某线”的口诀地步,当然对于常规题目,这些东西比较有效,瞎猫总会碰到几只死老鼠,但这种学习方式魔怔化之后,却是危害无穷。
遵从定义挖掘隐圆——几何思路怎么来?
俗话说几何几何,想破脑壳,辅助线不到位,思路完全没着落,于是老师帮学生归纳出大量解题模型,甚至于到了“看到某某就作某线”的口诀地步,当然对于常规题目,这些东西比较有效,瞎猫总会碰到几只死老鼠,但这种学习方式魔怔化之后,却是危害无穷。
所以作为数学老师,课堂上的重要任务不是告知学生辅助线要这样画,而是帮助学生想到辅助线怎么画,学生脑子里应该有大量的数学概念,课堂上老师引导学生用这些概念去匹配数学题目中的条件,解读几何图形,下面以2025年海淀区一模第27题为例说明几何思路究竟如何想到.
题目
如图,在△ABC中,AB=AC,∠ABC=α(0°
(1)依题意补全图形,并求∠EDC的大小;(用含α的式子表示)
(2)在DC上取点G,使DG=AD,连接EG,用等式表示线段EG,AF与CF的数量关系,并证明.
解析:
(1)补全图形,如下图:
由AB=AC可知△ABC是等腰三角形,AD⊥BC说明AD同时也是BC边上中线,即点D为BC中点,EF⊥BE可知△BCE是直角三角形,其中BC是其斜边,则DE是其斜边上的中线,因此DE=DB,∠DBE=∠DEB=45°-α,最后利用三角形外角定理,得∠EDC=2(45°-α)=90°-2α;
(2)按要求作图如下:
首先观察这三条线段的位置,AF与CF夹角为45°,EG相对“孤立”,从长度上观察它们,AF最长,CF其次,EG最短,因此大胆猜想最长线段应该是两条较短线段之和,基于这个猜想(不一定正确)去寻找突破口;
通常情况下,我们将最短线段“放”到最长线段上,使其一个端点重合,再比较剩下线段之间的关系,所以采用何种方式将线段EG“放”到线段AF上是关键,再结合图中已有条件∠ABE=45°,EF⊥BE,可知△BEF是等腰直角三角形,∠F=45°,利用这个特殊角,我们不妨作CH⊥AF,垂足为H,如下图:
为方便叙述,我们将所有直角都标注出来,观察图中Rt△BCH,点D同样是斜边上中点,所以连接DH,得Dh是斜边上中线,可知DH=BD=CD,再加上前面推导出了BD=ED,于是我们很惊喜地发现B、E、C、H到点D的距离相同,这令人想起圆的概念,其实可以作出这个圆,如下图:
此时我们再来观察∠ABC,在圆D中,它是圆周角,所对弧是劣弧CH,同样它还对着一个圆心角∠CDH,因此∠CDH=2α,求得∠ADH=90°-2α,和前一小题的结论∠EDC=90°-2α一样,所以∠ADH=∠EDC,条件中还有AD=GD,这极易联想到全等三角形,如下图:
在△ADH和△GDE中,AD=GD,∠ADH=∠GDE,DH=DE,于是△ADH≌△GDE,得HA=EG,我们成功将线段EG“放”到了AF上,接下来就是观察剩余的线段HF和线段CF间的关系了,显然△FCH是等腰直角三角形,因此CF=√2HF,最后我们得到AF=HA+HF=EG+√2CF.
解题思考:
在学生解题过程中,我留意观察到几种尝试,其中也包括上面的辅助线作法,但始终得不到全等三角形的三个条件,在推导无果之后,又开始用别的套路来碰死老鼠……
其实这道题并不算难,典型的手拉手模型,但正如我们教学生手拉手模型一样,这个模型是学生归纳出来的,还是老师一上课就告诉学生“今天我们学习手拉手模型”,并给出若干图例让学生在题目中找,实质上这个过程就和碰死老鼠无异.
解题模型的归纳,是要学生自已归纳出来,每个学生记忆模型的方式是不一样的,正如它的名称一样,你叫它脚拉脚模型未尝不可,随便你怎么叫,只要基本图形在脑子里成型就好.(其实规范点,应该叫旋转全等三角形)
从前面的分析过程中可以发现,隐圆是关键条件,它有效关联了两个共斜边的直角三角形,并且利用了第一小题的结论,凑齐了全等的三个条件,如果仅仅是套路,那可能会截取AH=EG,然后就陷入无法凑齐全等条件的困境中,也有学生过点C作了垂线,依然没能找齐全等条件,是没有发现隐圆,虽然通过导角也能得到结论,但耗时太多,这样的解题过程,在我看来尽管做对了,但未达到题目的考查目的,属于“虽胜犹败”,这和我们刷题战术下,只要解对就行,是完全不一样的教学思路.
只有最优解,才是需要积累的宝贵经验.
来源:爱数学做数学一点号