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图形分析法在初中几何解题中的应用

2020-04-14何军霞

数学学习与研究 2020年5期

何军霞

【摘要】本文论述在引导学生解答初中数学几何题时,教师要对学生的解题过程进行指导,引导学生分析图形,开展变式训练,不断提高学生解决几何题型的能力.基本图形分析法重在探索解题思路的形成过程,帮助学生掌握几何原理,培养学生的思维能力,达到举一反三、轻负高效的良好效果.

【关键词】几何题型,图形分析法,分离图形,构造图形,添加辅助线

【基金项目】本文是甘肃省教育科学“十三五”规划课题《关于解决初中数学中的图形与几何问题的策略研究——以人教版八年级教材和学生为例》(课题批准号:GS【2018】GHB1041)的研究成果.

很多初中生认为几何难学,他们在解答几何题目时面对各种形状的图形、各式各样的符号和条件,经常会感到一头雾水,找不到解决问题的突破口,不但影响了考试成绩,还打击了学好数学的积极性和自信心.鉴于这种情况,教师要对学生解答几何题的过程进行指导,引导学生分析图形,展开变式训练,让学生轻松应对几何图形题目.下面结合具体例题来谈一谈以图形分析为基础的几何解题策略.

一、根据已知条件分离图形,结合图形性质解题

解答几何题目需要具备良好的逻辑推理能力,只有对题目中的已知条件和求证问题进行灵活恰当的转换,才能快速地解答.角平分线是初中几何中一个重要的知识点,很多几何题目都围绕着这个知识点进行设计,在中考试题中也不乏角平分线的影子.一些学生因为对角平线的性质等内容掌握不够扎实,导致在遇到这一类几何题目时无从下手.因此,教师要引导学生分析题目的来龙去脉,通过分离图形把题目转化为学生熟悉的基本图形,再结合图形的性质进行解答.

例如,教师出示了一道典型的角平线的题目:如图所示(图略),在四边形ABCD中,AD∥BC,BD平分∠ABC,求证:AD=AB.学生看到这道题目之后,有的学生发现求证的问题是AD,AB两边相等,而且两条边同属于三角形ABD中,因此,可以把求证结论转化为求证∠ABD=∠ADB.通过这种求证命题的转化,使看似没有头绪的问题变得简单了.学生根据角平线的定义,推理得到∠ABD=∠DBC,同时根据AD与BC平行的条件,推理得到了∠ADB=∠DBC,由此得到了∠ABD=∠ADB.在三角形ABD中,∠ABD=∠ADB,所以这个三角形是等腰三角形,即AD=AB.在学生完成了解答之后,教师再让学生回顾解题过程,梳理解题思路:先看题目求证的问题是三角形ABD中的两条边相等,这时就可以把这个三角形分离出来了,通过逆向推理,只需要证明三角形的AD,AB两条边所对应的角相等,就可以根据等腰三角形的性质轻松解题.最后,教师引导学生总结:由这道题可以发现在解答一些含角平分线的题目时,可以根据已知条件把问题转化为,分离出一个图形,再利用这个图形的基本性质解答问题.

由上例分析可知,这种题目可根据已知和未知对问题进行转化,分离出简单的图形,使求证的问题一目了然.学生在找到解题突破口之后,就自然而然地顺利答题了.

二、添加辅助线构造图形,利用几何知识解题

添加辅助线也是初中几何题解答中常用的方法,对很多学生来说,添加辅助线的题目都属于难度比较大的题目,因为他们并不清楚在哪里添加辅助线是最合适的.因此,教师在指导学生运用添加辅助线的方法解答几何题目时,不但要让学生明白辅助线添在哪儿,还要使学生透彻地理解为什么要添在那,让学生掌握添加辅助线的技巧.通常来说,很多复杂的几何题目在添加辅助线后,都会变得容易起来,因为通过添加辅助线构造了一个新的图形,使原来需要求解或证明的问题发生了转化,让学生找到了答题的方法.

例如,在学生学习了梯形的相关知识之后,教师出示了一道典型的中考题.如图所示(图略),梯形ABCD中,AD∥BC,一条腰AB长为2.5厘米,长底边BC长为4厘米,连接B,D两个顶点,作∠BAD的平分线与线段BD相交于点E,连接AE,如果AE∥CD,那么AD长多少?很多学生一看到这道题给出了这么多已知条件就不知所措了.此时,教师要引导学生再次读题,让学生发现已知梯形的一腰、一底的长度,求另一底的长度,但学生还是找不到从哪里下手解题.此时,教师引导学生在练习本上准确地把这个图画出来,学生画完图之后,教师又让学生把题目中的已知条件标示在图形中,让学生尝试看能不能把问题进行转移.在教师的点拨下,有些学生已经想到了通过延长∠BAD的平分线AE到BC边,与BC相交于F点,这时就可以把AD转化成FC了.此时马上有学生大胆推测:只要求出BF的长度,问题就迎刃而解了.可是,怎么求BF的长度呢?学生继续觀察发现在三角形AFB中,∠BAF=∠FAD,∠FAD=∠AFB,所以,∠BAF=∠AFB.根据等腰三角形的性质,推导出AB=BF,则FC=BC-BF,即AD=BC-AB=4-2.5=1.5厘米.

在教师的引导下,学生一边看图一边思考,通过合理地添加辅助线,找到了答题的关键点,然后把求解的问题进行转化.在这个过程中,添加辅助线是最关键的一步,借助辅助线构造了新图形,让原本需要求解的问题变得清晰明了.

三、借助旋转方法抽取图形,借助图形分析解题

旋转作为物体位置移动的一种常见方式,对发展学生的空间想象力具有重要的作用.在几何题中,有些已知条件比较繁杂,要求的问题看上去也与已知条件没有关系,这时学生往往都会感觉到束手无策.要解决这一类型的几何题目,需要学生的数学思维具有较强的灵活性,再根据题目的意思,借助自己的空间想象力,运用旋转的方法,从中抽取图形,并结合图形的性质把看似复杂的问题简单化,提高解题效率.

总的来说,图形是几何学习和研究的核心内容,几何题的解答离不开图形性质的分析和各种定理的应用.教师在指导学生解答几何题目时,需要有意识地教会学生思考的方法,引导学生对已知条件进行分析,抓住要点,抽丝剥茧,把复杂的问题简单化,把未知的内容已知化,学会举一反三,做到触类旁通,不断训练学生的逻辑推理能力,提升学生的数学思维品质.

【参考文献】

[1]胡飞.浅谈初中数学几何证明的三种思维[J].都市家教:下半月,2012(1):89-90.

[2]薛春青.浅谈初中数学教学中的“解图”与“解题”[J].新课程(教师版),2010(3):56-57.

[3]申忠军.重视几何典型题解题思路指导[J].湖南教育(数学),2008(8):23-24.