对称性在高中数学解题中的应用
2021-08-17孙林
孙林


[摘 要]利用对称性解题是一种重要的解题策略.高中数学引入了诸多实践案例验证对称性对提高解题速度的作用,教师应鼓励学生掌握对称性解题思路.
[关键词]对称性;高中数学;解题
[中图分类号] G633.6 [文献标识码] A [文章编号] 1674-6058(2021)20-0023-02
利用对称性解题,不仅能快速梳理解题思路,还可增强学生的解题能力.
一、对称美的表现
(一)杨辉三角的对称美
1 1
1 2 1
1 3 3 1
1 4 6 4 1
1 5 10 10 5 1
1 6 15 20 15 6 1
…………
(二)公式的对称美
很多数学公式中的字母具有对称关系.例如完全平方公式、立方和公式:
[a+b2=a2+2ab+b2],
[a3+b3=a+ba2-ab+b2].
在公式中,交换字母[a]和[b],公式本身没有发生变化.
(三)图形的对称美
对称的几何图形有很多,比如平面中的等腰三角形、等腰梯形、圆、椭圆等,它们有些是轴对称图形,有些是中心对称图形.在空间中,球就是一个高度对称的几何体,还有正多面体,如圆台、圆锥等.
二、对称性在高中数学中的应用
(一)对称性在几何中的应用
如果我们能将球、圆、双曲线、椭圆、抛物线等的直观对称性应用到待解决的问题中去,就可以把陌生的、困难的问题转化为熟悉的、容易的问题,从而实现化难为易.
1.解决平面几何问题
[例1]如图1,A、B两点是双曲线[y=kx(k<0)]和直线[y=kx(k<0)]相互交汇的点,过A点,在y轴上作一条垂直线AC,并设交点为C,求[△ABC]的面积.
解:画出反比例函数图像,得到以原点为中心对称曲线,再画直线[y=kx],使之过原点并与双曲线相交,得到A、B两点.基于反比例函数的对称性,A、B两点必然对称,故得到[OA=OB],此时[S△AOC=S△BOC].
假设A的坐标是(a,b),则直线[AC=a] ,[OC=b],
则[S△AOC= AC×OC÷2=ab2],所以[S△ABC=ab].
求解该题时,若只关注交点,求解过程便会变得复杂.若能从双曲线的中心对称性出发寻找突破口,答案便
