何風(fēng)強(qiáng)
摘要:分類討論思想是一種將研究的問題根據(jù)題目的特點(diǎn)和要求,分成若干個小問題來逐一研究解決的數(shù)學(xué)思想。在數(shù)學(xué)習(xí)題的解決中,運(yùn)用等腰三角形的分類討論思想也是比較常見的,而從等腰三角形邊的角度進(jìn)行分類討論,對于在模式識別下解決等腰三角形的存在性與確定性問題是起關(guān)鍵性作用的。
關(guān)鍵詞:模式識別;等腰三角形;分類討論;解題
在平時數(shù)學(xué)教學(xué)中,我發(fā)現(xiàn)學(xué)生在學(xué)習(xí)等腰三角形的分類討論問題時,存在一定的困惑,即在一條已知直線上,如何確定一點(diǎn)和與該直線不共線的一條線段的兩端點(diǎn)構(gòu)成等腰三角形。為了讓更多的學(xué)習(xí)者能更深入地理解并掌握此類問題的解決方法,我將從一道數(shù)學(xué)習(xí)題的解析展開研究,進(jìn)而確定“等腰三角形按邊分類討論”的一種模式,再結(jié)合典型例題進(jìn)行模式識別和模式的應(yīng)用。所謂模式識別,就是當(dāng)主體接觸到數(shù)學(xué)問題后,首先要辨別題目的類型和所給條件,再結(jié)合已有知識和經(jīng)驗(yàn),將問題分解歸類,從而產(chǎn)生摩擦,最終生成新問題的解決方法。
一、“等腰三角形按邊分類討論”模式的構(gòu)建
例1如圖1,已知線段AB,在直線CD(與線段AB不共線)上找一點(diǎn)P,使得AABP為等腰三角形。
解析:因?yàn)橐笰ABP為等腰三角形,即從邊的分類討論有三種情況:①AB=AP;②AB=BP;③AP=BP。找出符合題意的點(diǎn)P如下:①如圖2,以點(diǎn)A為圓心,AB長為半徑畫圓(?。┙恢本€CD于點(diǎn)P,連接AP和BP,此時AB=AP,即AABP為等腰三角形;②如圖3,以點(diǎn)B為圓心,AB長為半徑畫圓(?。┙恢本€CD于點(diǎn)P,連接AP和BP,此時AB=BP,即AABP為等腰三角形;③如圖4,分別以點(diǎn)A、B為圓心,AB長(或大于1/2AB長)為半徑畫圓(?。┙挥贓、F兩點(diǎn),并過E、F作直線EF(即為線段AB的垂直平分線)交直線CD于點(diǎn)P,連接AP和BP,此時AP=BP,即AABP為等腰三角形。
在例1中,從等腰三角形的定義入手,結(jié)合分類討論思想,易知有三種情況,即三角形的任意兩邊相等,然后考慮找出符合題意的點(diǎn)P,圖2和圖3結(jié)合畫圓或弧交直線CD于點(diǎn)P,利用半徑的相等性構(gòu)造等腰三角形,而圖4是作線段AB的垂直平分線交直線CD于點(diǎn)P,并利用垂直平分線性質(zhì)構(gòu)造等腰三角形。
因此,我通過例1構(gòu)建了“等腰三角形按邊分類討論”模式,即任意兩邊相等的三角形是等腰三角形,分三種情況進(jìn)行考慮研究,而找出等腰三角形的第三個頂點(diǎn)的做法是畫圓(弧)法和作垂直平分線法。
二、從模式的構(gòu)建,再到模式的識別
例2是對“等腰三角形按邊分類討論”模式的直接識別,雖然問題情境是三角形,但找出點(diǎn)P的方法是一樣的,由三角形任意兩邊相等構(gòu)成等腰三角形進(jìn)行分類討論,依舊是存在三種情況,對于作圖之后的問題解決就思路清晰了,從中我們還可以提煉出三種解題依據(jù)或方法,第一種是根據(jù)等腰三角形的“三線合一”求解,第二種是根據(jù)“等量代換”直接求解,第三種是根據(jù)“勾股定理”求解,此三種解題方法也是后續(xù)解決此類問題的突破性方法。
思考題:在平面直角坐標(biāo)系中,四邊形0ABC為長方形,O為坐標(biāo)原點(diǎn),A(10,0),C(0,4),點(diǎn)D是OA的中點(diǎn),點(diǎn)P在線段BC上運(yùn)動,當(dāng)△ODP是腰長為5的等腰三角形時,求點(diǎn)P的坐標(biāo)。(此題僅作思考)
解:略。
只要我們能善于識別出這個“等腰三角形按邊分類討論”的模式,并靈活應(yīng)用到幾何解題中,那么就一定能順利而且有效地解決此類問題。同樣,我也希望通過對這種識別方法的闡述與應(yīng)用能對學(xué)習(xí)者有所啟發(fā),模式只是提供了一種相對穩(wěn)定的樣本,既非萬能又非一成不變,當(dāng)遇到一個新的、更深刻或非常規(guī)的問題時,我們需要轉(zhuǎn)化或者分解問題,還需要對模式加以補(bǔ)充,創(chuàng)造出更多或更高層次的模式,逐漸進(jìn)入得心應(yīng)手的境界。
最后,我想借張奠宙先生的一段話來結(jié)尾,即:“欣賞外表直觀之秀,內(nèi)涵深刻之慧,文化底蘊(yùn)之濃,理性思考之精,也許這就是數(shù)學(xué)欣賞的普遍規(guī)律?!?/p>
(責(zé)編:侯芳)