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化折為直思想解題方法總結(jié)
古老的數(shù)學(xué)問題“將軍飲馬”,“費(fèi)馬點(diǎn)”,“胡不歸題”,”阿氏圓“等都運(yùn)用了化折為直的數(shù)學(xué)思想,化折為直的數(shù)學(xué)思想也一直受到中考命題老師的青睞,這類問題也是中考試題當(dāng)中比較難的一類題目,常常出現(xiàn)在填空題壓軸題或解答題壓軸題中,那么如何破解這類壓軸題呢?今天我們就根據(jù)問題的不同特點(diǎn)來研究一下相應(yīng)的應(yīng)對策略。
知識和方法
知識:①兩點(diǎn)之間線段最短;②三角形的兩邊之和大于第三邊;③點(diǎn)到直線之間的距離垂線段最短;兩條平行線之間垂線段最短。
方法:(1)通過軸對稱變換轉(zhuǎn)化; (2)通過旋轉(zhuǎn)變換轉(zhuǎn)化。 (3)通過平移轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)化。(4)通過構(gòu)造全等三角形轉(zhuǎn)化。
分類探索
不做任何變換
方法策略
像13題這樣的題目,不用做任何幾何變換,可直接用兩邊之和大于第三邊,三點(diǎn)共線時,兩條線段和等于第三條線段。
先做軸對稱變換
方法策略
以上這些題目,都是常見的將軍飲馬類問題,采用的解題策略是先做軸對稱變換,再用兩點(diǎn)之間線段最短,或者是點(diǎn)到直線之間的距離垂線段最短,或者用兩邊之和大于等于第三邊(共線時取等號),此類問題可以總結(jié)為:化折為直,化直為垂。
先做旋轉(zhuǎn)變換
方法策略
這兩道題目,采用的解題策略和費(fèi)馬點(diǎn)類問題類似,都是先做旋轉(zhuǎn)變換,我們把有公共端點(diǎn)的三條線段稱為星型擺放的線段,通過旋轉(zhuǎn)60°產(chǎn)生等邊三角形,從而將星型擺放的線段轉(zhuǎn)化成首尾相連的線段,然后再利用兩點(diǎn)之間線段最短,此類問題可以總結(jié)為:化星為折,化折為直。如果有動點(diǎn)出現(xiàn),后面再加上化直為垂。
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先做平移變換
方法策略
這兩道題目,采用的解題策略先做平移變換,把兩條分離的線段首尾相接起來,然后再利用兩點(diǎn)之間線段最短,此類問題被稱為沿河飲馬問題。
先通過動點(diǎn)的直線軌跡作軸對稱變換
方法策略
這三道題目,采用的解題策略是先找出動點(diǎn)的軌跡,這種題目的軌跡是一條直線,然后再做軸對稱變換,將這條直線同側(cè)的兩條線段轉(zhuǎn)化到兩側(cè)去,最后再利用兩點(diǎn)之間線段最短解決問題,此類問題被稱為隱形將軍飲馬問題。
先構(gòu)造全等
方法策略
這里題目比較少見,是先通過構(gòu)造全等三角形,將兩條線段重新拼接,再利用相似找出新圖形之間的線段關(guān)系,利用兩點(diǎn)之間線段最短解決問題。
例題講解
例題1:(圖文解析)
方法一:在矩形右邊構(gòu)造全等
方法二:在矩形上邊構(gòu)造全等
例題2:(視頻講解)
解題思想方法提煉
1.常見的將軍飲馬類問題,采用的解題策略是先做軸對稱變換,再用兩點(diǎn)之間線段最短,或者是點(diǎn)到直線之間的距離垂線段最短,或者用兩邊之和大于等于第三邊(共線時取等號),此類問題可以總結(jié)為:化折為直,化直為垂。
2.對于星型分布的三條線段,都是先做旋轉(zhuǎn)變換,我們把有公共端點(diǎn)的三條線段稱為星型擺放的線段,通過旋轉(zhuǎn)60°產(chǎn)生等邊三角形,從而將星型擺放的線段轉(zhuǎn)化成首尾相連的線段,然后再利用兩點(diǎn)之間線段最短,此類問題可以總結(jié)為:化星為折,化折為直。如果有動點(diǎn)出現(xiàn),后面再加上化直為垂。
3.有些題目需要先做平移變換,把兩條分離的線段首尾相接起來,然后再利用兩點(diǎn)之間線段最短,此類問題被稱為沿河飲馬問題。
4.有些題目是先找出動點(diǎn)的軌跡,這種題目的軌跡是一條直線,然后再做軸對稱變換,將這條直線同側(cè)的兩條線段轉(zhuǎn)化到兩側(cè)去,最后再利用兩點(diǎn)之間線段最短解決問題,此類問題被稱為隱形將軍飲馬問題。
5.有些題目是先通過構(gòu)造全等三角形,將兩條線段重新拼接,再利用相似找出新圖形之間的線段關(guān)系,利用兩點(diǎn)之間線段最短解決問題。
以上方法,我們在解題時,如果遇見同類問題時,可以考慮應(yīng)用這些思想方法。
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