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例谈数学类比教学的处理艺术

2017-06-12任善龙

中学课程辅导·教学研究 2017年8期
关键词:数学教学

任善龙

摘要:九年级数学《相似形》的第五节相似三角形的性质的教学,以笔者的经验,通过联系三角形全等的性质来类比教学,更能让学生接受。本文就针对于此展开论述。

关键词:数学教学;类比教学;教学感受

中图分类号:G633.6 文献标识码:A 文章编号:1992-7711(2017)04-0099

九年级数学《相似形》的第五节相似三角形的性质的教学,以笔者的经验,通过联系三角形全等的性质来类比教学,更能让学生接受。

全等三角形的性质:对应边相等、对应角相等,从而推出:全等三角形的对应高、对应中线、对应角平分线分别相等。

这就是说:“全等”对应着“相等”,而相似三角形的性质显然有:对应边成比例、对应角相等。能否类似地推出:对应高、对应中线、对应角平分线分别成比例。也就是说:“相似”对应着“边成比例”。让学生自觉阅读后掌握此性质,这就达到了预期的效果。

全等三角形的对应高相等,证明方法有两种:1.利用对应角相等、对应边相等,再用AAS可证;2.利用面积相等、对应边相等也可证得对应高相等。而相似三角形的对应高成比例的证明,只利用了对应角相等来证,仅此一法。而这正是突出了利用两个角对应相等的两个三角形相似的判定方法。

至于利用对应高成比例来说明边角废料的充分利用,在教材中更为重要,在全等三角形对应高相等的应用知识可看以下探究过程:

根据相似三角形的定义,我们已经学习了相似三角形的对应角相等,对应边成比例。

下面我们研究相似三角形的其他性质(见图)。

建议让学生类比“全等三角形的对应高、对应中线、对应角平分线相等”来得出性质定理1。

性质定理1:相似三角形对应高的比,对应中线的比和对应角平分的比都等于相似比

∵△ABC∽△A′B′C′

AB⊥BC,A′D′⊥B′C′

■=■=K

教师启发学生自己写出“已知、求证”,然后教师分析证题思路,这里需要指出的是在寻找判定两三角形相似所欠缺的条件时,是根据相似三角形的性质得到的,这种综合运用相似三角形判定与性质的思维方法要向学生讲清楚,而证明过程可由学生自己完成。

分析示意图:结论→∽(欠缺条件)→∽(已知)

△ABC∽△A′B′C′

BM=MC,B′M′⊥M′C′

■=■=K

∴△ABC∽△A′B′C′

∴∠1=∠2,∠3=∠4

■=■=K

以上两种情况的证明可由学生完成。

应用:如图,A、C、B、D在同一直线上,AC=BD,AM=CN,BM=DN,求证:MN∥AD。

证明分析:若MN∥AD,则MN上的点到AD上的距离都相等,现在反过来,MN上的两点到AD的距离相等时,MN是否与AD平行?

过M、N分别作AD的垂线段MP、NQ易证:△AMB≌△CND(SSS),故MP=NQ.∴四边形MNQP是矩形(易证),∴MN∥PQ,故MN∥AD。

相似三角形性质的应用主要运用在以下几个方面:

一、证明比例式和乘积式

例如:例1. △ABC中,在AC上截取AD,在CB延长线上截取BE,使AD=BE,求证:DFAC=BCFE。

解析:证明乘积式通常是将乘积式变形为比例式及DF∶FE=BC∶AC,再利用相似三角形或平行线性质进行证明:

证明:过D点作DK∥AB,交BC于K,

∵DK∥AB,∴DF∶FE=BK∶BE

又∵AD=BE,∴DF∶FE=BK∶AD,而BK∶AD=BC∶AC

即DF:FE= BC:AC,∴DF·AC=BC·FE

例2. 已知:如图,在△ABC中,∠BAC=90°,M是BC的中点,DM⊥BC于点E,交BA的延长线于点D。

求证:(1)MA2=MD·ME;

(2)■=■

证明:(1)∵∠BAC=90°,M是BC的中点,∴MA=MC,∠1=∠C,

(上接第99页)

∵DM⊥BC,∴∠C=∠D=90°-∠B,∴∠1=∠D,

∵∠2=∠2,∴△MAE∽△MDA,∴■=■,∴MA2=MD·ME,

(2)∵△MAE∽△MDA,∴■=■,■=■,

∴■=■·■=■

评注:命题1 如图,如果∠1=∠2,那么△ABD∽△ACB,AB2=AD·AC。

命题2 如图,如果AB2=AD·AC,那么△ABD∽△ACB,∠1=∠2。

二、证明两角相等、两线平行和线段相等

例3. 已知:如图E、F分别是正方形ABCD的边AB和AD上的点,且■=■=■。

求證:∠AEF=∠FBD

分析:要证角相等,一般来说可通过全等三角形、相似三角形,等边对等角等方法来实现,本题要证的两个角分别在两个三角形中,可考虑用相似三角形来证,但要证的两个角所在的三角形显然不可能相似(一个在直角三角形中,另一个在斜三角形中),所以证明本题的关键是构造相似三角形。

证明:作FG⊥BD,垂足为G。设AB=AD=3k则BE=AF=k,AE=DF=2k,BD=3■k∵∠ADB=45°,∠FGD=90°∴∠DFG=45°∴DG=FG=■∴BG=3■k-■k=2■k∴■=■=■

又∠A=∠FGB=90°∴△AEF∽△GBF ∴∠AEF=∠FBD

例4. 已知A、C、E和B、F、D分别是∠O的两边上的点,且AB∥ED,BC∥FE,求证:AF∥CD。

分析:要证明AF∥CD,已知条件中有平行的条件,因而有许多比例线段可供利用,这就要进行正确的选择。其实,要证明AF∥CD,只要证明■=■即可,因此只要找出与这四条线段相关的比例式再稍加处理即可成功。

证明:∵AB∥ED,BC∥FE∴■=■,■=■∴两式相乘可得:■=■

例5. 直角三角形ABC中,∠ACB=90°,BCDE是正方形,AE交BC于F,FG∥AC交AB于G,求证:FC=FG。

分析:要证明FC=FG,从图中可以看出它们所在的三角形显然不全等,但存在较多的平行线的条件,因而可用比例线段来证明。要证明FC=FG,首先要找出与FC、FG相关的比例线段,图中与FC、FG相关的比例式较多,则应选择与FC、FG都有联系的比作为过渡,最终必须得到■=■(“?”代表相同的线段或相等的线段),便可完成。

证明:∵ FG∥AC∥BE,∴△ABE∽△AGF 则有■=■而FC∥DE ∴△AED∽△AFC

则有■=■∴又■=■=■∵BE=DE(正方形的边长相等)∴■=■,即GF=CF。

总之,通过类比教学,可以让学生更易理解和掌握数学新知,达到事半功倍的效果。因此,教师在课堂教学中要灵活地运用类比法进行教学。

(作者单位:江西省赣州市南康区第六中学 341000)

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