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解題研究|策略失毫厘 效率差千里

同樣是交通工具,飛機(jī)和馬車(chē)的速度相差千倍,同樣是解題,策略與方法不同,效率亦有云泥之別。決定解題效率的一個(gè)很重要因素是對(duì)解題常用策略與方法的掌握程度,思維要處于高站位和多角度,解決問(wèn)題思路不能單一固定,要盡量地嘗試多種途徑,也不能淺嘗輒止,要尋求本質(zhì),概括解決問(wèn)題的一般策略,并進(jìn)行系統(tǒng)訓(xùn)練和歸納總結(jié),才能根據(jù)情況靈活選擇最簡(jiǎn)潔最優(yōu)美的方法,大大提高解題的效率。

1.變換轉(zhuǎn)化 口算秒殺

例.如圖,Rt△ABC中,∠C=90°,四邊形CEDF是正方形,D、E、F分別在AB、AC、BC上,AD=3,DB=4,則圖中陰影部分面積為     .

本題的常用策略:(1)直接計(jì)算,用△ADE面積加△BDF面積,需要把各邊長(zhǎng)度計(jì)算出來(lái),這里可利用相似關(guān)系結(jié)合勾股定理實(shí)現(xiàn)。(2)間接計(jì)算,用△ABC面積減去正方形CEDF面積,也需要把相關(guān)直角邊長(zhǎng)計(jì)算出來(lái)。(3)變換轉(zhuǎn)化,如下圖,△ADE旋轉(zhuǎn)90度與△BDF拼成直角三角形,面積為3×4÷2=6,口算秒殺!

但是學(xué)生在考試做題時(shí)往往沒(méi)有變換轉(zhuǎn)化的意識(shí),多是采用直接計(jì)算的方法,既浪費(fèi)了時(shí)間,又容易出錯(cuò)。究其原因,還是平時(shí)缺少思維方法與策略的系統(tǒng)訓(xùn)練與歸納。用變換轉(zhuǎn)化的方法求圖形面積實(shí)質(zhì)上是一種常用策略,如下圖,△ABC旋轉(zhuǎn)90度至△DBE,求陰影部分面積,同樣是采用運(yùn)動(dòng)變換策略把陰影圖形轉(zhuǎn)化成扇環(huán)進(jìn)行計(jì)算。

再如下圖,兩個(gè)正方形ABCD、BEFG,AB=m,BE=n,求△DEG的面積。同樣,若直接求△DEG的面積比較麻煩,可轉(zhuǎn)化為與之同底等高的△BEG,秒得答案。

2.移花接木 手到擒來(lái)

例.AD是△ABC的高,BD=6,CD=4,∠BAC=135°,求AD的長(zhǎng)。

這道題實(shí)質(zhì)是一道經(jīng)典題的變式(∠BAC=135°原為45°),如下圖:

這兩道結(jié)構(gòu)是如此的相似,在原題已解決的前提下,只要直接遷移已有的做法即可解決前者,這就是一種常用解題策略:“移花接木”。此“移花接木”法就是對(duì)原有解法的傻瓜式直接遷移,可以快速高效地解決問(wèn)題。如下圖,我們把兩題解法比較就會(huì)發(fā)現(xiàn)這種策略的妙處。

圖形的模樣似乎差距較大,但解題過(guò)程幾乎完全一樣,只是變了一個(gè)符號(hào)。其實(shí)輔助圖形的構(gòu)造從本質(zhì)上看也是完全一樣,都是作AC邊上的垂線,交直線AC、AD于點(diǎn)E、F,僅交點(diǎn)的位置有所變化,其本質(zhì)并無(wú)變化。

再看其它解法:

上圖都是在直線AD上截取線段構(gòu)造等腰直角三角形,同時(shí)利用特殊角度產(chǎn)生相似三角形求解。

兩題的所有解法都可以互相遷移,構(gòu)造輔助圓如下圖:

兩個(gè)圖形放在同一個(gè)圓中,原來(lái)是這樣的關(guān)系:

這種方法還可以遷移推廣,若題中角度再進(jìn)行變化,如改為:BD=12,CD=6,∠BAC=60°,求AD的長(zhǎng)。這樣我們就可以不用重新思考,直接應(yīng)用前面的成果即可輕易解決(任意一種方法都可以):

很多中考?jí)狠S題的設(shè)計(jì)也是層層遞進(jìn)、前為后用的結(jié)構(gòu)形式,我們用“移花接木”策略就可以簡(jiǎn)單、輕松、節(jié)約時(shí)間。

3.以靜制動(dòng) 一目了然

例.如圖,等腰直角三角形△ABC中,AC=BC=2,已知點(diǎn)P(0,3),當(dāng)△ABC的邊AC在x軸上運(yùn)動(dòng)時(shí),求△ABP的周長(zhǎng)最小值。

這是一個(gè)動(dòng)點(diǎn)問(wèn)題,看上去是△ABC在運(yùn)動(dòng),由于△ABC涉及到的點(diǎn)比較多,而在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中P點(diǎn)到直線AC的距離是定值,我們可根據(jù)運(yùn)動(dòng)的相對(duì)性把動(dòng)靜逆轉(zhuǎn),看成△ABC不動(dòng),P點(diǎn)在直線y=3上運(yùn)動(dòng),這就是“以靜制動(dòng)”,動(dòng)點(diǎn)P的軌跡為到x軸距離為3的平行線。再來(lái)“減冗余”,AB為定值,先不用考慮,這樣轉(zhuǎn)化為求PA+PB最小。線段最值問(wèn)題的常用策略是:“化折為直”,但PA、PB在P點(diǎn)軌跡同側(cè),兩線段無(wú)法化直共線,再用“化同為異”把PB沿直線翻折至PB′,這樣令PA、PB′共線即求AB′即可。

再看一個(gè)同類問(wèn)題:兩個(gè)等腰直角△ABC和△DEF中,F(xiàn)是AB的中點(diǎn),AB=EF=2,P是DE邊上的一個(gè)動(dòng)點(diǎn),當(dāng)△DEF繞點(diǎn)F旋轉(zhuǎn)時(shí),CP的最大值與最小值分別是多少?

動(dòng)點(diǎn)的位置不確定,思考起來(lái)不夠直觀明確,對(duì)不少同學(xué)難度較大,我們還是用“以靜制動(dòng)”策略來(lái)“化動(dòng)為靜”,這里因?yàn)镻是DE上的動(dòng)點(diǎn),所以P點(diǎn)的軌跡首先是線段DE,再看DE又繞F點(diǎn)旋轉(zhuǎn),那么DE的軌跡又形成了一個(gè)圓環(huán),這樣P點(diǎn)可以看成是圓環(huán)內(nèi)(包括圓周)的任意一點(diǎn),如下圖,轉(zhuǎn)化為點(diǎn)到圓的最短和最長(zhǎng)路徑問(wèn)題,過(guò)C點(diǎn)作穿心線即可得最?。ù螅┲担?/span>

如上圖,易求得CP1和CP2的長(zhǎng)分別是最小值與最大值。

由于線段的旋轉(zhuǎn)涉及內(nèi)外兩個(gè)軌跡圓,稍顯復(fù)雜,本題也可以轉(zhuǎn)換角度,看成線段DE不動(dòng),C點(diǎn)繞F點(diǎn)旋轉(zhuǎn)軌跡為圓,求線段DE上各點(diǎn)到圓周的最短(長(zhǎng))路徑:

同樣易求得C1P1和C2P2的長(zhǎng)分別是最小值與最大值。

“以靜制動(dòng)”策略在動(dòng)點(diǎn)問(wèn)題中有著舉足輕重的作用,它使捉摸不定的動(dòng)點(diǎn)變成直觀可見(jiàn)的圖形,起到簡(jiǎn)單化、可視化的效果,為思考和解題帶來(lái)很大方便,同學(xué)們不可不知!

可見(jiàn)思維方法與策略能為解題提供方向性的指導(dǎo),它具有概括性和通用性,對(duì)它的掌握才是提升解題能力的根本之道。

來(lái)源:生長(zhǎng)數(shù)學(xué)
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