唐國慶
全等三角形從知識(shí)結(jié)構(gòu)上來說十分重要,后面要學(xué)的線段的垂直平分線、角的平分線、等腰三角形、直角三角形等內(nèi)容都要通過證明兩個(gè)三角形全等來加以解決;在學(xué)生能力培養(yǎng)上,開始學(xué)習(xí)運(yùn)用綜合法來證明幾何問題,無論是邏輯推理能力,還是分析解決問題的能力,都可在全等三角形的教學(xué)中得以培養(yǎng)和提高.因此,全等三角形的教學(xué)對(duì)后續(xù)學(xué)習(xí)會(huì)有一定影響.陶行知先生要求我們“教、學(xué)、做合一”,對(duì)于這樣一個(gè)重要的章節(jié)我們得深入思考,研究全等三角形的教學(xué)策略,充分體現(xiàn)出“教、學(xué)、做合一”教育思想在數(shù)學(xué)教學(xué)中的指導(dǎo)意義.
策略一:全等三角形要突出“對(duì)應(yīng)”
在全等三角形中,快速準(zhǔn)確地找出對(duì)應(yīng)頂點(diǎn)、對(duì)應(yīng)角、對(duì)應(yīng)邊是解決全等三角形相關(guān)問題的關(guān)鍵,可從三方面入手.
1.從全等三角形幾何語言書寫規(guī)則入手.全等三角形用幾何語言表示時(shí),通常要求把表示對(duì)應(yīng)頂點(diǎn)的字母書寫在對(duì)應(yīng)的位置上.依據(jù)書寫規(guī)則,對(duì)應(yīng)位置的字母就是對(duì)應(yīng)頂點(diǎn)的字母,對(duì)應(yīng)位置兩個(gè)字母所表示的線段就是對(duì)應(yīng)線段.我們不僅要求學(xué)生能這樣規(guī)范地書寫幾何語言,而且要讓學(xué)生能從幾何語言中快速準(zhǔn)確地判斷出全等三角形對(duì)應(yīng)頂點(diǎn)、對(duì)應(yīng)角、對(duì)應(yīng)邊.
例1 已知△ABD ≌ △CDB,若AB=4,AD=5,BD=6,∠ABD=30°,則CB=,CD=,∠CDB=.
分析 依據(jù)全等三角形幾何語言書寫規(guī)則,△ABD中A,B,D的對(duì)應(yīng)頂點(diǎn)分別為C,D,B,邊AB的對(duì)應(yīng)邊是CD,邊AD對(duì)應(yīng)邊是CB,邊BD的對(duì)應(yīng)邊是DB,∠ABD的對(duì)應(yīng)角是∠CDB,解答自然就解決了.
2.直觀觀察法.依據(jù)全等三角形的性質(zhì)“全等三角形的對(duì)應(yīng)邊相等,對(duì)應(yīng)角相等”,可以得出以下直觀判斷方法,判斷對(duì)應(yīng)頂點(diǎn)、對(duì)應(yīng)角的方法:(1)一對(duì)最小的角是對(duì)應(yīng)角,一對(duì)最大的角是對(duì)應(yīng)角;(2)有公共角的,公共角是對(duì)應(yīng)角;(3)有對(duì)頂角的,對(duì)頂角是對(duì)應(yīng)角;(4)對(duì)應(yīng)邊所對(duì)的角是對(duì)應(yīng)角.對(duì)應(yīng)角的頂點(diǎn)即為對(duì)應(yīng)頂點(diǎn).判定對(duì)應(yīng)邊的方法為:(1)一對(duì)最短的邊是對(duì)應(yīng)邊,一對(duì)最長的邊是對(duì)應(yīng)邊;(2)有公共邊的,公共邊是對(duì)應(yīng)邊;(3)對(duì)應(yīng)角所對(duì)的邊是對(duì)應(yīng)邊.
3.圖形變換法.全等圖形都是通過平移、翻折或旋轉(zhuǎn)變換而得到的,全等三角形也不例外,如果我們能依據(jù)圖形,找出兩全等三角形是通過什么變換而得到的,自然就可以快速準(zhǔn)確找出對(duì)應(yīng)頂點(diǎn)、對(duì)應(yīng)角、對(duì)應(yīng)邊了.現(xiàn)以下面三幅圖為例說說變換法找對(duì)應(yīng).
圖(1)是將△ABC沿AF向下平移而得到△DEF,所以頂點(diǎn)A的對(duì)應(yīng)點(diǎn)是D,頂點(diǎn)B的對(duì)應(yīng)點(diǎn)E,頂點(diǎn)C的對(duì)應(yīng)點(diǎn)是F.圖(2)是△ABC繞點(diǎn)A順時(shí)針旋轉(zhuǎn)∠BAD而得到△ADE,所以頂點(diǎn)A的對(duì)應(yīng)點(diǎn)是A,頂點(diǎn)B的對(duì)應(yīng)點(diǎn)是D,頂點(diǎn)C的對(duì)應(yīng)點(diǎn)是E.圖(3)是將△ABC先左右翻折,再向左平移一定的距離而得到△DFE,所以頂點(diǎn)A的對(duì)應(yīng)點(diǎn)是D,頂點(diǎn)B的對(duì)應(yīng)點(diǎn)是F,頂點(diǎn)C的對(duì)應(yīng)點(diǎn)是E.有了對(duì)應(yīng)點(diǎn),對(duì)應(yīng)線段和對(duì)應(yīng)角自然就知道了.理解了全等三角形是怎樣變換而來的,我們就能快速準(zhǔn)確地找到對(duì)應(yīng)頂點(diǎn)、對(duì)應(yīng)角、對(duì)應(yīng)邊了.
策略二:“學(xué)”會(huì)三角形全等的直接條件、間接條件以及如何將間接條件轉(zhuǎn)化為直接條件
所謂三角形全等的直接條件就是:給出的已知條件正好是兩三角形對(duì)應(yīng)邊或?qū)?yīng)角相等,直接用來證明三角形全等就可以了.而間接條件是指:給出的已知條件不是兩三角形對(duì)應(yīng)邊或?qū)?yīng)角相等,而是要通過一步、兩步或多步推理,轉(zhuǎn)而得到兩三角形對(duì)應(yīng)邊相等或?qū)?yīng)角相等的條件.間接條件可通過推理轉(zhuǎn)化為證明兩三角形全等的直接條件.通過下面例題來區(qū)分直接條件與間接條件.
例2 如圖,∠A=∠B,∠1=∠2,EA=EB.
證明:△EAC≌△EBD.
其中∠A=∠B,EA=EB就是要證兩三角形的對(duì)應(yīng)角和對(duì)應(yīng)邊,所以是直接條件;而∠1,∠2并不是△EAC和△EBD的內(nèi)角,所以∠1=∠2不是直接條件,而是間接條件,但可以通過一步簡單推理:因?yàn)椤?=∠2,所以∠1+∠BEC=∠2+∠BEC,所以∠AEC=∠BED.將∠1=∠2這個(gè)間接條件轉(zhuǎn)化為直接條件∠AEC=∠BED.
在間接條件中,可將間接條件分為簡單間接條件和復(fù)雜間接條件.所謂簡單間接條件就是跟直接條件聯(lián)系緊密,往往可通過一步或兩步簡單推理就能轉(zhuǎn)化為直接條件.在證三角形全等中,常見的簡單間接條件主要有以下幾種:
1.角平分線,角平分線這一間接條件可推導(dǎo)出一對(duì)對(duì)應(yīng)角相等
例3 已知:如圖,OA平分∠BOC,OB=OC.
求證:AB=AC.
分析 因?yàn)镺A平分∠BOC,所以∠BOA=∠COA,將角平分線這一間接條件轉(zhuǎn)化為證明三角形全等的直接條件.
2.中點(diǎn)(中線)
例4 如圖,O是AB的中點(diǎn),∠A=∠B,△AOC與△BOD全等嗎?為什么?
分析 因?yàn)镺是AB的中點(diǎn),所以O(shè)A=OB,將O是AB的中點(diǎn)這一間接條件轉(zhuǎn)化為證明三角形全等的直接條件.
3.垂 直
例5 如圖,AC⊥AB,BD⊥AB,CE⊥DE,CE=DE.
求證:AC+BD=AB.
分析 AC⊥AB,BD⊥AB,可以輕松推導(dǎo)出∠A=∠B.將垂直這一間接條件轉(zhuǎn)化為證明三角形全等的直接條件.
4.同角或等角的余角(補(bǔ)角)相等
例6 如圖,∠ABC=90°,AB=BC,D為AC
上一點(diǎn),分別過A,C作BD的垂線,垂足分別為E,F(xiàn).
求證:EF+AE=CF.
分析 本題的關(guān)鍵是利用同角的余角相等,因?yàn)椤螦BC=90°,CF⊥BD,所以∠ABE+ ∠CBE=90°,∠BCF+∠CBE=90°,所以∠ABE=∠BCF.同角或等角的余角(補(bǔ)角)相等這一間接條件需要我們?nèi)グl(fā)現(xiàn),并能熟練的將其轉(zhuǎn)化為證明三角形全等的直接條件.
5.共一部分角
例7 如圖,已知∠BAD= ∠EAC,AB=AE,
AC=AD,求證: △ABC≌△ADE.
分析 ∠BAD和 ∠EAC并不是△ABC和△ADE的內(nèi)角,所以不能直接用來證明三角形全等,但仔細(xì)觀察一下,∠DAC是兩三角形內(nèi)角∠BAC和∠DAE的公共部分,分別將∠BAD和 ∠EAC加上∠DAC正好轉(zhuǎn)化為兩三角形的內(nèi)角.因?yàn)椤螧AD= ∠EAC,所以∠BAD+∠DAC = ∠EAC+∠DAC,即:∠BAC= ∠DAE.共一部分角這一間接條件轉(zhuǎn)化為直接條件是每名同學(xué)必須學(xué)會(huì)的,解題時(shí)常常會(huì)遇到.
6.共一部分邊
例8 如圖,點(diǎn)C,F(xiàn)在AD上,且AF=DC,∠B=∠E,∠A=∠D,你能證明AB=DE嗎?
分析 已知條件中AF 與DC顯然不是△ABC與△DEF的邊,所以 AF=DC是間接條件,不能直接運(yùn)用,觀察不難發(fā)現(xiàn)FC是線段AF與DC的公共部分,分別將AF和DC減去FC就能得到直接條件AC=DF.共一部分邊這一間接條件轉(zhuǎn)化為直接條件也是每名同學(xué)必須學(xué)會(huì)的,解題時(shí)常常會(huì)遇到.
7.兩線平行
例9 已知:如圖,點(diǎn)E,F(xiàn)在CD上,且CE =DF,AE =BF,AE ∥BF.
①求證:△AEC ≌△BFD;
②你還能證得其他新的結(jié)論嗎?
分析 AE ∥BF跟三角形全等并沒有直接關(guān)系,所以是間接條件,因?yàn)锳E ∥BF,所以∠AEC=∠BFD,很快將平行轉(zhuǎn)化為了對(duì)應(yīng)角相等.兩直線平行的三個(gè)性質(zhì)中“兩直線平行,內(nèi)錯(cuò)角相等”和“ 兩直線平行,同位角相等”用得比較多,而“兩直線平行,同旁內(nèi)角互補(bǔ)”在三角形全等中用得比較少.
復(fù)雜間接條件指的是與要證的全等三角形沒有直接聯(lián)系,而與其他全等三角形有關(guān),通過證明其他三角形全等,再依據(jù)全等三角形的性質(zhì)來轉(zhuǎn)化為要證的全等三角形對(duì)應(yīng)邊或?qū)?yīng)角相等.
策略三:“做”好三角形全等的基本圖形的研究與隱含條件挖掘
由于全等三角形都是通過平移、翻折或旋轉(zhuǎn)變換而得到的,知道全等三角形的變換過程和基本圖形,對(duì)我們解題是大有裨益的.尤其要讓學(xué)生理解基本圖形(圖形很多,有代表性的為基本圖形)中隱含的條件.這些隱含條件往往是解題的關(guān)鍵所在.
1.共邊型全等三角形
共邊型全等三角形有兩個(gè)基本圖形,如圖(1)、圖(2),圖(1)是將△ABC左右翻折而得到,兩三角形在公共邊BC的同一側(cè),圖(2)是將
△ABC旋轉(zhuǎn)后再平移而得到,兩三角形在公共邊AC的兩側(cè),無論是圖(1)還是圖(2),共邊型全等三角形隱含的條件是公共邊相等.即圖(1)中BC=BC,圖(2)中AC=AC.
2.共一部分邊型全等三角形
共一部分邊型全等三角形主要也是兩個(gè)基本圖形,圖(3)是分離型,給出的已知條件往往是CE=FB,我們一定要快速推導(dǎo)出EF=BC;圖(4)是重疊型,給出的已知條件往往是AE=CF,我們也要快速推導(dǎo)出AF=CE.這些隱含條件往往是解題的關(guān)鍵所在.
3.共角型全等三角形
如圖(5)就是共角型全等三角形的基本圖形,△AEC可由△AFB翻折得到,共角型全等三角形隱含的條件是∠A=∠A.
4.共一部分角型全等三角形
共一部分角型全等三角形主要也有兩個(gè)基本圖形,部分重疊型(如圖(6))和分離型(如圖(7)),在圖(6)中,有兩種給已知條件的方式,一是已知∠BAD=∠EAC,我們要快速推出∠BAC=∠EAD;二是反過來已知∠BAC=∠EAD,我們也能快速推出∠BAD=∠EAC.對(duì)于圖(7)我們也有類似的結(jié)論.
5.對(duì)頂角型全等三角形
對(duì)頂角型全等三角形是比較簡單的,隱含的條件就是對(duì)頂角相等,即∠AOB=∠COD.
總之,要想讓學(xué)生學(xué)好吃透全等三角形,教師一定要把握好以上三個(gè)教學(xué)策略,全等三角形所有知識(shí)和題型都是在以上的基礎(chǔ)上發(fā)展或延伸的,從而真正實(shí)現(xiàn)“教、學(xué)、做合一”的教育思想.