峰回路转看变换
2021-06-17赵军
赵军
解答数学问题,有几大必备策略:一类是图形的变换,包括平移、折叠(对称)和旋转;另一类是构造图形。通过这些方法,我们可以将问题进行转化,以达到化难为易的目的。
一、平移法
例1 在如图1所示8×8的网格中,小正方形的边长为1,点A、B、C、D都在格点上,AB与CD相交于点E,则∠AED的正切值是。
【思路分析】所求的∠AED不在某一直角三角形中,如何求其正切值?策略1:自力更生,“就地”构造直角三角形;策略2:通过图形的变换,将此角进行转化。策略1:结合已知条件,求tan∠AED虽然可以转化为求tan∠CEB,然后在△CBE中作高,构造直角三角形求解,但点E不在格点上,所以求所构造的直角三角形的边比较麻烦;策略2:试着通过平移线段将∠AED转移到某一直角三角形中求解即可。
如图2,将线段CD向右平移3格,使线段CD平移至BF,连接AF,在Rt△ABF中,tan∠B=[AFBF]=[2535]=[23],所以∠AED的正切值为[23]。
【归纳反思】当求值遇到困难时,应首先想到转化。所谓“山重水复疑无路,平移变换又一村”,借助平行,我们可以将所求的角进行转化,达到化难为易的目的。
二、折叠(对称)法
例2 如图3,在平面直角坐标系中,点A(3,[3]),P为x轴上一动点,则[12]OP+AP的最小值为。
【思路分析】点A(3,[3])的坐标隐藏了OA与x轴正方向的夹角为30°,如果能发现这个30°角,就为转化[12]OP创造了条件。
如图4,连接OA,过点P作PB⊥OA,垂足为B,则在Rt△OBP中,PB=[12]OP,所以[12]OP+AP=PB+PA,问题即转化为求PA+PB的最小值。此时可作点A关于x轴的对称点A′,连接AA′,交x轴于点D,再将PA转化为PA′,最终将问题转化为点A′到OA的距离最短问题。
如图4,求A′C的长有三种思路:一是在连接OA′的基础上,运用等积法(两次计算△OAA′的面积)求解;二是证得△AA′C≌△AOD得到答案;三是运用锐角三角函数,分别在Rt△OAD和Rt△A′AC中,以sin∠OAD=sin∠A′AC解决问题。……
