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缜密思维 严谨答题
——以一道判断三角形形状的问题为例

2023-02-20林国红

数理化解题研究 2023年1期
关键词:严谨性化简等腰三角

林国红

(广东省佛山市乐从中学 528315)

数学的灵活与严谨,时刻体现在知识的运用和解决问题中,若轻视数学的严谨性,往往在解决数学问题时,会导致解答的过程失之严密完整,而产生遗漏甚至错误的结果.下面以一道判断三角形形状的问题为例,说明数学解答严谨的重要性.

1 试题呈现

A.等腰三角形

B.直角三角形

C.等腰三角形或直角三角形

D.等腰直角三角形

2 两个错解

图1

即b(b+c)(c+a-b)=a(a+c)(b+c-a).

化简整理,得(a-b)(a2+b2-c2)=0.

故可得a=b或a2+b2=c2.

所以△ABC是等腰三角形或直角三角形,故选C.

两式相减,得cosA-cosB=sinB-sinA.

即sinA+cosA=sinB+cosB.

两边平方,得1+2sinAcosA=1+2sinBcosB.

即sin2A=sin2B.

从而得2A=2B或2A=π-2B.

所以△ABC是等腰三角形或直角三角形,故选C.

3 错因分析

上述两个解答粗看思路清晰,过程详尽,似乎正确,但其实两个解答的过程不严谨,所得的结论是错误的!错误的原因是由于利用题目两个条件的轮换对称性,导致扩大了解集的范围,从而得出错误的结论.

4 正确的解法探究

所以△ABC是直角三角形,故选B.

若A=B-C,则B=A+C>|C-A|,与B=|C-A|矛盾,所以A=C-B.

于是由A+B+C=π,得C-B+B+C=π.

所以△ABC是直角三角形,故选B.

两式相加,得

2(1-sinC)2=2-2sin(A+B)=2-2sinC.

化简整理,得sinC(sinC-1)=0.

所以△ABC是直角三角形,故选B.

5 两个错解的进一步探究

实际上,错解1与错解2的推理过程并没有错,只是解答不严谨,还没做完,下面将错解1的解答过程补充完整(错解2也可以参照补充完整).

化简,得2a2=c2.即a2+b2=2a2=c2.

故a=b时,△ABC为等腰直角三角形.

(2)当a2+b2=c2时,△ABC是直角三角形.

综合(1)(2),可知△ABC是直角三角形,故选B.

图2

从而有a2+b2=2a2=c2.

故a=b时,△ABC为等腰直角三角形.

(2)当a2+b2=c2时,△ABC是直角三角形.

综合(1)(2),可知△ABC是直角三角形,故选B.

严谨性是数学学科的基本特点,它不仅要求数学结论的叙述必须精炼、准确,而且对结论的推理论证要求既严格又周密,所以在解题过程中要着重因果关系、条件和结论的联系,缜密思考,注意解答的严谨性,做到不重不漏,经得起推敲.

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