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培养模型意识,开拓数学思想
——以一道中考几何压轴综合题的教学为例

2021-03-11江苏省苏州市吴江区松陵第一中学毛小霞

数学大世界 2021年2期
关键词:解题探究方法

江苏省苏州市吴江区松陵第一中学 毛小霞

几何是初中数学重要的知识内容,而在中考中常以综合题的形式考查,涉及众多几何性质和定理,图形结构也较为复杂。合理把握图形特点,识别模型结构且能灵活运用是问题突破的关键。本文以一道中考几何压轴综合题的教学为例,比较两种不同的解法,针对试题进行呈现、解析、赏析,并对其中的模型结构进行拓展。

一、试题呈现

以下是一道中考几何压轴综合题:如图1,在平面直角坐标系中,点A(0,4),B 为x 轴正半轴上一动点,AE、BF 平分∠OAB、∠OBA,AE、BF 交于点P,试回答下列问题。

(1)求∠BPA 的度数;

图1

图2

二、试题解析

本题共三个小问,题干给出了图形建构的过程,首先需要根据文字描述理解图形的结构,然后结合对应的问题来探究具体的解题思路,具体如下:

(2)分析:由题意知要证明∠MFO=∠EAO,就要想办法证明FM //AE,运用平行线的性质和判定定理。本小问有两种方法,方法1 是用角平分线的性质、全等三角形的判定和性质,添加辅助线构造全等三角形来解决问题,方法2是利用“等腰直角+直角”模型构造“手拉手”模型得到全等来解决。

方法1:如图3,连接OP,作PH ⊥OB 于H,PK ⊥OA 于K。

∵AP、BP 分别平分∠OAB、∠OBA,

∴OP 平分∠AOB。

∵PH ⊥OB 于H,PK ⊥OA 于K,

∴PK=PH。

∵∠PKO=∠PHO=∠HOK=90°,

∴四边形PKOH 是正方形,

∴∠HPK=∠MPF=90°,

∴∠FPK=∠MPH。∵∠PKF=∠PHM=90°,

∴△PKF ≌△PHM,∴PF=PM,∴∠PFM=45°,

∵∠BPE=180°-135°=45°,∴∠BPE=∠PFM,

∴FM //AE,∴∠MFO=∠EAO,∵∠OAB=2 ∠OAE,

图3

方法2:如图4,连接PO,作PG ⊥OP 交y 轴于G,

由第(1)问知:P 为△AOB 的内心,得∠GOP= ∠EOP =45°,

∴△GPO 为等腰直角三角形。

∴GP=OP, ∠FGP=∠MOP=45°。

∵∠FPG=∠MPO=90°-∠FPO,

∴△PGF ≌△POM,∴PF=PM,

∴△FPM 为等腰直角三角形。

∴∠MFP=∠APF=45°,

∴FM //AE,∴∠MFO=∠EAO。

(3)分析:由题知点B、T 的坐标,由垂直求S 点的坐标,也有两种方法:第一种是代数方法,求出直线BT、OS 的解析式,利用方程组即可求出交点S 的坐标。第二种是几何方法,也是利用“等腰直角+直角”模型再来构建“三垂直”模型,虽要添加辅助线,但对熟悉模型的同学来说并不难想到,也是几何里常见的方法。……

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