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一道课本习题的两种变式

2016-05-30杜红霞

数学学习与研究 2016年2期
关键词:延长线共线四边形

杜红霞

【摘要】 数学变式就是指教师有目的、有计划地对命题进行合理的转化.即教师可不断更换命题中的非本质特征;变换问题中的条件或结论;转换问题的内容和形式;配置实际应用的各种环境,但应保留好对象中的本质因素,从而使学生掌握数学对象的本质属性.

【关键词】 课本习题;变式

甘肃省教育科学“十二五”规划2014年度《初中学生数学易错题分析研究》课题(课题批准号:GS[2014]GHB0668)成果.

人民教育出版社出版的义务教育课程标准实验教科书《数学》八年级下册2008年6月第2版2012年10月甘肃第1次印刷 第104頁“拓广探索”板块的15题是:

如图,四边形ABCD是正方形.点C是BC上的任意一点,DE⊥AG于点E,BF∥DE,且交AG于点F. 求证:AF - BF = EF.

笔者经过分析后给出如下证明过程.

证明:∵ 四边形ABCD是正方形,

∴ AB = DA,∠1 + ∠2 = 90°.

∵ DE⊥AG,∴∠2 + ∠3 = ∠DEA = ∠DEG = 90°,

∴ ∠1 = ∠3.

又∵ BF∥DE,∴ ∠AFB = ∠DEG. ∴ ∠AFB = ∠DEA.

在△ABF和△DAE中,

∠1 = ∠3,∠AFB = ∠DEA,AB = DA, ∴ △ABF ≌ △DAE(AAS).

∴ BF = AE.

但A,E,F三点共线,且AE + EF = AF,所以AF - AE = EF,即AF - BF = EF.

证明完此题后,笔者又经过仔细的研究找出了该题的两种变式,现介绍如下.

变式一 如图1,四边形ABCD是正方形. 点G是BC延长线上的任意一点,DE⊥AG于点E,BF∥DE,且交AG于点F. 试探索线段AF,BF,EF的长度之间的数量关系.

解 线段AF,BF,EF的长度之间的数量关系是EF = BF - AF.

证明:用AAS易证△ABF≌△DAE,所以BF = AE.

但A,F,E三点共线,且AF + EF = AE. 所以EF = AE - AF,即EF = BF - AF.

(用AAS证明△ABF≌△DAE的过程留给有兴趣的读者)

变式二 如图2,四边形ABCD是正方形. 点G是BC的反向延长线上的任意一点,DE⊥AG于点E,BF∥DE,且交AG于点F. 试探索线段AF,BF,EF的长度之间的数量关系.

解:线段AF,BF,EF的长度之间的数量关系是EF = BF + AF.

证明:用AAS易证△ABF≌△DAE,所以BF = AE.

但E,A,F三点共线,且EF = AE + AF,所以EF = BF + AF.

(用AAS证明△ABF≌△DAE的过程留给有兴趣的读者)

综上所述,无论“点G是BC上的任意一点”,或“点G是BC延长线上的任意一点”,还是“点G是BC的反向延长线上的任意一点”,总有明△ABF≌△DAE也就是说:在点G的运动变化过程中总可以找到明△ABF≌△DAE这个不变的关系,这也是此题的动态魅力.

通过对此题的解答我有这样一点感悟:教材是有限的,思考是无限的.教师要用实、用好、用活所选择的教材,做到信奉而不唯是,遵循而有所立.

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