不定期分享一些本人原創(chuàng)文章、說題短文或者專家系列講座,主要對象針對初中學生,尤其是初三學生,對于解題研究展開系列探究!
還記得本人作品《旋轉(zhuǎn)那些事》中例題中遇“等邊三角形”時,讓人印象深刻的六種旋轉(zhuǎn)法嘛?。慨旑}目中出現(xiàn)了某個確定的等邊三角形時,無論是繞著等邊三角形的哪個頂點旋轉(zhuǎn)60度,無論是順轉(zhuǎn)還是逆轉(zhuǎn),都可以解決相應的問題,這就自然產(chǎn)生了六種旋轉(zhuǎn)法;
還記得本人作品《廣猛說題系列之幾道所謂壓軸題的共通之處(旋轉(zhuǎn)那些事)》中遇“等腰三角形”時,讓人印象深刻的構造“共頂點的雙(相似)等腰三角形”,“手拉手-旋轉(zhuǎn)相似一拖二”模型嘛???其本質(zhì)還是“旋轉(zhuǎn)那些事”,但學生更易上手,更易畫出相應的輔助線,相當于將抽象的“旋轉(zhuǎn)”本質(zhì)具體化、表象化;
還記得昨天剛剛發(fā)布的《廣猛說題系列之兩道“瓜豆(朋成)”小題》中讓人印象深刻的兩道小題嘛???文中借助“捆綁思想”、“瓜豆(又名朋成)原理”形象化地解釋,將軌跡找出來使將抽象的最值問題變得“有跡可循”了;
昨晚《初中數(shù)學草根學堂》QQ群里深圳徐燦大神一語驚醒夢中人,讓筆者如夢方醒,驚嘆原來上面三篇文章竟有驚人的想通之處,忍不住“拍了續(xù)集”,“敬請觀看”!
原題呈現(xiàn):(具體見《廣猛說題系列之兩道“瓜豆(朋成)”小題》題2)
如圖1,B是⊙O的半徑OA延長線上的一點,OA=AB=2,C是半圓O上的一動點,以BC為斜邊在BC的上方作等腰Rt△BCD,連接OD,則線段OD的最大長度為_______.
此題中出現(xiàn)了一個等腰Rt△BCD,類比《旋轉(zhuǎn)那些事》中遇等邊三角形的六種旋轉(zhuǎn)構造法,其實本題也可以遇等腰直角三角形,采取六種旋轉(zhuǎn)(位似)構造法;
《廣猛說題系列之兩道“瓜豆(朋成)”小題》一文中關于此題其實已經(jīng)給出了其中的兩種旋轉(zhuǎn)(位似)構造法, 分別是下面的解法一與解法三:
解題后反思:解法一中構造“共直角頂點的雙等腰直角三角形”模型本質(zhì)就是繞直角頂點D逆時針旋轉(zhuǎn)90度,借助“旋轉(zhuǎn)相似(或全等)一拖二”的基本原理,將問題順利轉(zhuǎn)化后輕松解決!
既然可以“順轉(zhuǎn)90度”,為什么不“逆轉(zhuǎn)90度”呢?試試便知!
解題后反思:解法二中構造“共直角頂點的雙等腰直角三角形”模型本質(zhì)就是繞直角頂點D順時針旋轉(zhuǎn)90度,借助“旋轉(zhuǎn)相似(或全等)一拖二”的基本原理,將問題順利轉(zhuǎn)化后輕松解決!
解法一與解法二的構思如出一轍,構造的直觀標志是直角頂點D處有兩條相等的線段DB與DC,這就為旋轉(zhuǎn)奠定了天然的條件,則點D出發(fā)的第三條線段DO可順轉(zhuǎn)也可逆轉(zhuǎn)90度,即構造所謂“共直角頂點的雙等腰直角三角形”模型,“手拉手全等”后解決問題,這里的構造過程還有一個美妙而動聽的名字“隱性的翅膀”,這就是數(shù)學的構造之美!
解題后反思:解法三中“共45度頂點的雙等腰直角三角形”模型構造的本質(zhì)還是“旋轉(zhuǎn)那些事”,只不過這里面多了一種變換,那就是較難的“位似變換”!這里構造的直觀標志是45度角頂點B處有兩條成比例的線段BC與BD,這就為“旋轉(zhuǎn)位似”奠定了天然的條件,則點B出發(fā)的第三條線段BO可順轉(zhuǎn)45度后,再按相應比例進行適當放縮,即可構造出所謂“共45度頂點的雙等腰直角三角形”模型,再借助“手拉手”、“旋轉(zhuǎn)相似一拖二”原理輕松解決問題;
既然可以“順轉(zhuǎn)45度”,當然也可以“逆轉(zhuǎn)45度”,試試便知!
解題后反思:解法三與解法四的構思如出一轍,構造的直觀標志是45度角頂點B處有兩條成比例的線段BC與BD,這就為“旋轉(zhuǎn)位似”奠定了天然的條件,則點B出發(fā)的第三條線段BO可順轉(zhuǎn)也可逆轉(zhuǎn)45度后,再按相應比例進行適當放縮,即可構造出所謂“共45度頂點的雙等腰直角三角形”模型,再借助“手拉手”、“旋轉(zhuǎn)相似一拖二”原理輕松解決問題!
等腰Rt△BCD的銳角頂點C與B地位等價,既然能繞著頂點B“旋轉(zhuǎn)位似”,何不嘗試一下繞著頂點C轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)呢!自然引出下面的解法五與解法六,不再詳述,配圖即可,同學們可自行參悟!
解題后反思:值得一提的是,最初的頂點C處只有兩條夾角確定的成比例線段CB與CD,這為“旋轉(zhuǎn)位似”奠定了天然的基礎條件,但需要自己再連接第三條線段CO,對其作相應地“旋轉(zhuǎn)位似”變換即可構造出“共45度頂點的雙等腰直角三角形”模型,借助“旋轉(zhuǎn)相似一拖二”、“手拉手”相似轉(zhuǎn)化輕松搞定問題!
解題后反思:解法五與解法六的構思如出一轍,當然也與解法三與解法四差不多,值得大家用心揣摩;
筆者這里講了六種解法,一方面的意圖是一題多解,發(fā)散思維;但更主要的另一方面還是希望大家能多解歸一,聚合思維,真正把握“旋轉(zhuǎn)位似”的要領,從而在以后的學習中能靈活運用!
此種題型在本人作品《廣猛說題系列之反比例軌跡一例——瓜豆原理(又名朋成原理)》里曾有介紹,今天再次評講,旨在加深同學們對于此類題型的認識;
下面提供兩種解法,第一種解法偏代數(shù)一些,可稱之為設坐標法;第二種解法,偏幾何些,即為所謂“捆綁瓜豆”(又名“捆綁朋成”)原理的應用,后者幾乎可以實現(xiàn)口算;
解法一(設坐標法):
首先連接CO,由對稱性及等腰三角形“三線合一”定理易知CO⊥AB,如圖2-1所示,將等腰三角形問題轉(zhuǎn)化為直角三角形問題,這一步轉(zhuǎn)化至關重要;
解題后反思:要想求目標動點C所在的函數(shù)關系式,那就直接設出點C的坐標為(x,y),接下來就只要求出y與x的關系式,或者說列出一個關于x、y的方程即可.這里其實用到了高中的“軌跡思想”,對于初中學生而言,理解起來略微吃力,需認真體悟!可以這樣說,不管求哪一個點所在的函數(shù)關系式,都可以這樣處理,即設出目標點的坐標為(x,y),想方設法列出一個關于x、y的方程,再轉(zhuǎn)化為y關于x的關系式,這就是“軌跡方程思想”!
解法一中求出了目標動點C所在的函數(shù)解析式后,一方面印證了題目中指代的“點C始終在某一函數(shù)圖象上”,其實這個條件是多余的;另一方面,我們還知道了動點C所在的函數(shù)圖像竟然還是一條雙曲線;
有沒有一種更加直觀而自然的解釋,立即可以知道動點C所在函數(shù)圖像的形狀呢?“瓜豆原理”(又名“朋成原理”)應運而生!
解題后反思:我們知道圖形常見的四大變換(平移、翻折、旋轉(zhuǎn)及位似)都不改變圖形的形狀,前三大變換還不改變圖形的大小,因而經(jīng)過這些變換或者一系列組合變換后,如果主動點A的軌跡是一條直線,那么從動點C的軌跡也必然是直線;如果主動點A的軌跡是一條拋物線,那么從動點C的軌跡也必然是拋物線;如果主動點A的軌跡是一個圓,那么從動點C的軌跡也必然是一個圓等等!而且從動點C的軌跡也必然是由主動點A的軌跡作相應變換所得,這就是“捆綁思想”或者說成是幾何里的“整體思想”!所謂“種瓜得瓜,種豆得豆”是多么形象的解釋??!
(本文完?。?/p>
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