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认识基本图形:为数学建模素养发展奠基

2021-12-08印冬建

中国数学教育(初中版) 2021年10期

摘  要:文章对“母子直角三角形”包含的基本条件、主要结论和教材分布等情况进行了研究,并以此为例呈现了认识基本图形的不同角度和基本方法.

关键词:数学建模;基本图形;案例分析;教学规划

在初中阶段,基本图形是较为常见的数学模型. 教师借助基本图形进行教学,可以让学生经历“数学抽象—模型建构—问题解决”的过程,以发展其数学建模素养. 在这个过程中,对基本图形的充分认识是最为重要的. 教师应该充分利用课堂教学,帮助学生从不同角度认识基本图形,不断夯实基本图形的应用基础. 本文结合一个常见基本图形谈谈笔者的思考,希望能为一线教师的教学带来启示.

一、一个常见基本图形的分析

数学模型蕴藏于学生的数学认知活动中,是学生利用数学知识解决问题的主要工具之一. 在很多数学问题中都有着固定结构的基本图形,其极易引发学生对重要数学结论的联想,使他们能够快速形成解决问题的思路. 因而,教师把这些基本图形也作为数学模型进行教学,以此来发展学生的数学建模素养. 下面,我们就先来认识这样一个基本图形.

1. 基本条件

如图1,在[△ABC]中,[∠ACB=90°,] [CD⊥AB]于点D.

2. 重要结论

(1)角之间的关系.

① 由 垂直的定义,得[∠ACB=∠ADC=∠BDC][=90°;]

② 由直角三角形的两个锐角互余,得[∠A+∠B=][∠ACD+∠A=∠B+∠BCD=90°;]

③ 由同角的余角相等,得[∠A=∠DCB,∠B=∠ACD.]

(2)三角形之间的关系.

由两角分别相等的两个三角形相似,得[△ACD∽][△CBD∽△ABC.]

(3)边之间的关系.

① 由垂线段最短,得[AC>CD,BC>CD;]

② 由勾股定理,得[AB2=AC2+BC2,AC2=AD2+CD2,][BC2=BD2+BC2;]

③ 由相似三角形的对应边成比例,得……

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