王琪瓊
【摘要】數(shù)學課程主要由代數(shù)與幾何兩大部分構(gòu)成,前者主要研究數(shù)與數(shù)之間的關(guān)系,做題時以計算為主,后者則主要研究圖形的空間結(jié)構(gòu)及性質(zhì),其中初中數(shù)學中的幾何知識以學習平面幾何為主,難度雖然不是特別大,但是對學生的空間觀念有著一定的要求,解答幾何題時往往會遇到很多的障礙,教師可指導學生借助多元解題技巧突破幾何題解題障礙.本文針對如何借助多元解題技巧突破初中數(shù)學幾何題解題障礙做探討,并羅列部分解題案例.
【關(guān)鍵詞】解題技巧;初中數(shù)學;幾何
幾何知識屬于初中數(shù)學課程的重要構(gòu)成部分,幾何題在各類考試中也占據(jù)著較為關(guān)鍵的地位,分值也不少,因為幾何題較為靈活,涉及的知識比較廣泛,邏輯性也較強,不少學生遇到一些有難度的題目時就不知道該如何下手,從而影響學生做題的積極性與繼續(xù)學習幾何知識的自信心.初中數(shù)學教師在幾何題解題訓練中應(yīng)傳授給學生一些常用的解題技巧,使其借助技巧能夠快速準確的找到切入點,輔助學生順利突破幾何題的解題障礙,增強學習幾何的自信心.
1 合理利用代數(shù)法突破幾何題解題障礙
代數(shù)同幾何一樣均屬于數(shù)學知識范疇,是數(shù)學課程體系的兩大構(gòu)成部分,在初中數(shù)學幾何題解題教學中,學生需樹立“大數(shù)學”觀,除利用幾何方面的知識以外,還要學會合理利用代數(shù)知識去解答幾何試題,讓學生突破幾何題的解題障礙.具體來說,初中數(shù)學教師可以指導學生將一些特殊的幾何題轉(zhuǎn)變成代數(shù)問題,由此展開計算、推理或者證明,使其創(chuàng)新思維得到很好的培養(yǎng),增進幾何同代數(shù)之間的聯(lián)系,并有效提升學生的整體數(shù)學解題能力[1].
例1 如圖1所示,已知等邊三角形ABC,其中點D,E,F(xiàn)分別位于邊BC,CA,AB上,請證明三角形DEF的周長不小于三角形ABC周長的二分之一.
解析 本幾何題所要證明的結(jié)論較為特殊,是兩個三角形周長之間的關(guān)系,純粹利用幾何知識證明起來難度較大,步驟復雜,很難把結(jié)論證明出來,不少學生甚至無處下手,難以找到證明的出發(fā)點,往往半途而廢,這時教師可以提醒學生使用代數(shù)知識,根據(jù)題目內(nèi)容聯(lián)系到不等式,使其據(jù)此展開推理與證明.
具體解題技巧如下:設(shè)等邊三角形ABC的邊長為a,AF=x,BD=y,CE=z,
2 巧妙添加輔助線突破幾何題解題障礙
輔助線作為初中數(shù)學幾何題中的一個關(guān)鍵解題因素,學會添加與應(yīng)用輔助線是每位學生都需要掌握的技能之一,這是除掌握常見題型解題方法以外應(yīng)關(guān)注的一個重要問題,當部分幾何題無法直接解出或者遇到瓶頸時,學生通過添加合適的輔助線往往能夠產(chǎn)生豁然開朗的感覺.對此,初中數(shù)學教師在幾何題解題訓練中,應(yīng)當指導學生根據(jù)實際情況在原圖上巧妙添加輔助線,借此降低題目的難度,使其快速找到解題的切入點,讓學生突破難題障礙[2].
解析 學生通過對題目內(nèi)容的閱讀與圖形的觀察和分析后發(fā)現(xiàn),無法直接求出這兩條線段在這種形式下的值,這時教師可要求學生認真觀察與研究圖形,嘗試畫出輔助線,將題設(shè)中的兩條線段通過轉(zhuǎn)化整合至一條線段之中,以此降低本道題目的難度,使其輕松求出最小值的大小.
具體解題技巧如下:由于∠C是直角,AC的值是1,
3 運用逆向思維法突破幾何題解題障礙
針對初中數(shù)學幾何題教學來說,證明題是一種十分常見的題型,處理這類題目時對學生的推理能力有著較高的要求,不過有些題目從正向思維視角進行證明時難度較大,或者比較復雜、步驟較多,這時教師可以提醒學生基于逆向思維視角切入,使其輕松證明結(jié)論.因此,初中數(shù)學教師在幾何證明題解題訓練中,應(yīng)指引學生學會對問題進行逆向思考,從題干中要證明的結(jié)論展開,如果發(fā)現(xiàn)結(jié)果同命題之間相互矛盾,這就說明結(jié)論是不成立的[3].
例3 如圖3所示,在圓O中有AB與CD兩條弦,且這兩條弦均不是直徑,請證明弦AB和弦CD不能相互平分.
解析 針對這樣的幾何證明題,學生短時間內(nèi)很難找到正確的證明方法,便可以嘗試使用逆向思維的方式進行證明假設(shè)這兩條圓內(nèi)的非直徑弦能夠相互平分,再推理與求證,找出同某些定理存在沖突,由此將題設(shè)給證明出來.
具體解題技巧如下:設(shè)弦AB和弦CD相交于點P,把OP連接起來,假設(shè)弦AB和弦CD能夠相互平分,那么AP與BP、CP與DP均是相等關(guān)系,又因為弦AB和弦CD是圓O內(nèi)兩條非直徑的弦,所以O(shè)P與AB、OP與CD均是垂直關(guān)系,這明顯同“過一點有且只有一條直線同已知直線垂直”這一定理相沖突,故假設(shè)不成立,所以說弦AB和弦CD是不能相互平分的.
4 科學使用平移法突破幾何題解題障礙
平移法是處理幾何試題的一個常用方法,根據(jù)需要,平移的對象可以是整個圖形、圓、角、直線與線段等,平移只能夠改變圖形的位置,不會改變圖形的形狀與大小,而且平移前后的線段平行,對應(yīng)點連線平行且相等,對應(yīng)角的兩邊分別平行且方向一致,這一性質(zhì)在解題中起著重要作用.當幾何題目中出現(xiàn)相互平行且相等的線段,或所求問題并沒有在同一個圖形內(nèi)時,初中數(shù)學教師可以引領(lǐng)學生科學使用平移法,使其通過平行的某些要素解題[4].
例4 如圖4所示,在一個四邊形ABCD中,AB與CD是相等關(guān)系,AD與BC是平行關(guān)系,且AD的長度比BC小,那么∠B和∠C之間有著什么樣的關(guān)系?
解析 學生對圖形進行認真觀察以后能夠發(fā)現(xiàn),∠B和∠C距離較遠,很難直接判斷出它們之間的大小關(guān)系,而且根據(jù)題干中提供的已知信息與條件難以進行計算,無法準確判定兩者的關(guān)系,此時教師可以指引學生使用平移法,通過將邊AB平移,再結(jié)合平行與三角形相關(guān)知識進行解題.
具體解題技巧如下:由于AB與CD是相等關(guān)系,AD與BC是平行關(guān)系,AD的長度比BC小,那么可以把邊AB平移至圖中DE的位置,有AB平行且等于DE,DE與CD是相等關(guān)系,再根據(jù)“兩直線平行,同位角相等”得到∠B=∠DEC,則三角形DEC是一個等腰三角形,由此得到∠DEC=∠C,即為∠B=∠C,也就說∠B和∠C是相等關(guān)系.
5 精準應(yīng)用建系法突破幾何題解題障礙
初中生已經(jīng)對平面直角坐標系相關(guān)知識有所接觸與學習,再加上對點、線相關(guān)公式的掌握,學生具備在平面直角坐標系中處理問題的知識基礎(chǔ)與能力.對于初中數(shù)學幾何題教學而言,當純粹使用幾何知識與方法很難求解時,教師可以引導學生精準應(yīng)用建系法嘗試解題,結(jié)合題目中給出的信息與條件建構(gòu)出相應(yīng)的平面直角坐標系,使其結(jié)合點的坐標把幾何問題轉(zhuǎn)變成坐標進行計算與解答,由此降低幾何題的難度,促使學生快速、準確地求得答案[5].
例5 如圖5所示,正方形ABCD的邊長是2,正方形CGEF的邊長是3,其中點B,C,G位于同一條直線上,點M是AE的中點,連接MF,那么MF的值是多少?
解析 ?通過對題意的分析發(fā)現(xiàn)僅僅依靠簡單的計算無法解答這一幾何題,而在原圖上建立平面直角坐標系則能夠快速求解,當建立好平面直角坐標系以后,只需求點M的坐標,再利用已知點F的坐標,就能夠求出MF的長度,而且點M是AE的中點,所以知道A,E兩點的坐標就能夠求出M點的坐標.
具體解題技巧如下:根據(jù)題意,以點C為原點,BC為x軸,CF為y軸,建立如圖6所示的平面直角坐標系,能夠得到點A的坐標是(-2,2),點E的坐標是(3,3),由于點M是AE的中點,
因為點F的坐標是(0,3),
結(jié)合兩點間的距離公式能夠得到
6 結(jié)語
總而言之,在初中數(shù)學解題訓練活動中,教師要格外關(guān)注幾何題的設(shè)計與練習,以幫助學生掌握扎實的理論知識為前提,注重同代數(shù)知識之間的聯(lián)系,精心設(shè)計幾何專題訓練,要求學生以認真閱讀題目內(nèi)容、仔細審題為基本出發(fā)點,根據(jù)具體題目靈活運用代數(shù)法、輔助線、逆向思維、平移法與建系法等多元解題技巧突破解題障礙,不斷提高學生的幾何解題水平.
參考文獻:
[1]張海霞.初中幾何題的解題思路分析[J].數(shù)理天地(初中版),2022(22):31-32.
[2]李芳.輔助線在初中幾何解題中的應(yīng)用[J].數(shù)理天地(初中版),2022(08):2-3.
[3]楊靜靜.綜合法和解析法在初中幾何解題中的應(yīng)用探討[J].數(shù)理化解題研究,2021(17):28-29.
[4]朱小平.初中幾何解題教學的“破”與“立”[J].湖北教育(教育教學),2021(05):72-74.
[5]雷春霞.圖形分析法在初中幾何解題中的應(yīng)用策略探究[J].考試周刊,2021(33):49-50.