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扣题脉观图势-例说解题训练1

 123xyz123 2020-05-20

地上有山脉,决定地势走向和地理环境;人体有气脉,决定身体的新陈代谢和健康状况。数学题也有题脉哦,扣其脉顺其势见其形,犹如瓜藏叶下,顺藤而寻之。

有人做试验:在白纸上画一段圆弧,经过白纸的孩子们会自然而然地拿起笔补上线条,让圆弧成为一个完整的圆。更令人惊奇的是:大猩猩也有这样的癖好。

完形心理学认为思维是整体的、有意义的知觉,而不是联结起来的表象的简单集合;主张学习是在于构成一种完形,是改变一个完形为另一完形。

数学题也是如此,若能把图形构造完整则题目宣告解决。

在人的思维中,残缺的图形会产生一种趋向完整的“势”,驱动着人把它补充完整,从而使问题得以解决。

很多同学为什么解决不了难题呢?

就是因为思维中缺乏“完形”,产生不了“图势”。

怎样训练解题思维?

扣题脉,观图势。

例.已知点C是线段AE上的一点,ΔABC与ΔCDE都是等腰直角三角形,∠ABC=∠CDE=90°,M、N分别是AE、BD的中点,求MN与BD的数量关系与位置关系。

扣题脉观图势-例说解题训练1

我们看这个图形,它是不完整的,因而是不美好的,相关的元素是那么地孤立分散,以至于我们看上去无路可走止步不前。

碰到这样的题目,千万不要害怕,不要退却,而应该感到兴奋,因为它正是你磨砺思维的工具,展现能力的舞台。

再说了,一眼看到结果的题目做起来很无聊的,相当于浪费时间。

据研究,爱动脑的人都很长寿哦。

那么对付这样的问题该怎么办呢?

当然是逢山开路遇水架桥,没有联系创造联系,缺少条件创造条件。

我们来细致深入地分析一下这个题目。

整体结构:双等腰直角三角形,双中点。

总体图势:条件分散无联系,需要添补变换构造模型。

思路主脉:全等三角形,旋转构造。

基本图形:共点等线⇔旋转

在体育比赛中,要想达到最好的竞技效果,需要将每一个动作分解细化,然后进行科学系统的训练。

解题训练也是一样,要把思维过程分解细化,理清每一步操作的来龙去脉。若笼统粗放处理,必致遗留相当一部分学生无法跨越的思维暗箱。

让我们从问题情境出发,逐步扣其脉顺其势完其形。

题脉1:BC=AB且∠ABC=90°⇒ΔBCD绕点B逆时针旋转90度。

扣题脉观图势-例说解题训练1

题脉2:M为AE的中点⇒ΔMDE绕点M旋转180度。

扣题脉观图势-例说解题训练1

上述两法实为一:

扣题脉观图势-例说解题训练1

也可以看成:ΔDMN以D为中心放大为2倍,或构造三角形中位线MN。

扣题脉观图势-例说解题训练1

证明思路:利用两对全等一条中位线,证MN=1/2BF=1/2BD,∠DNM=∠DBF=90°。

题脉3:CD=DE且∠CDE=90°⇒ΔBCD绕点D顺时针旋转90度。

扣题脉观图势-例说解题训练1

题脉4:M为AE的中点⇒ΔMAB绕点M旋转180度。

扣题脉观图势-例说解题训练1

上述两法实质为一:

扣题脉观图势-例说解题训练1

证明思路:利用两对全等一条中位线,证MN=1/2DF=1/2BD,∠BNM=∠BDF=90°。

题脉5:AB=BC且∠ABC=90°⇒ΔBCD顺时针旋转90度。

扣题脉观图势-例说解题训练1

题脉6:N为BD的中点⇒ΔDEN绕点N旋转180度。

扣题脉观图势-例说解题训练1

上述两种方法同样合而为一:

扣题脉观图势-例说解题训练1

证明思路同样不变。注意垂直的证法,可以从整体上看因三角形旋转90度知BD⊥AF,又MN∥AF,得MN⊥BD。

题脉7:CD=DE且∠CDE=90°⇒ΔBCD逆时针旋转90度。

扣题脉观图势-例说解题训练1

题脉8:N为BD的中点⇒ΔABN绕点N旋转180度。

扣题脉观图势-例说解题训练1

同样合而为一:

扣题脉观图势-例说解题训练1

图形结构与方法思路不变,仍是两对全等三角形与一条中位线。

有没有感受到这几种方法所包含的和谐、对称之美?

ΔABC与ΔCDE在图中的地位是对等的,所以在ΔABC处的操作在ΔCDE处完全可以套用。

把ΔBCD旋转90度与把三角形绕中点旋转180度所得到的点完美统一为同一个点。

上述几种思考可以归结为一:确定关键图形并以之为模板变换构造新图,本题即把ΔBCD运动至适当位置。

那么问题来了。

一、如何寻找关键图形?

答:与条件、结论关系紧密的图形。如本题中的ΔBCD,BC、CD是等腰直角三角形的边,BD是结论中需要的边。

二、运动变换的依据是什么?

答:根据条件、结论中所含的边角关系判断。如本题中根据“BC=AB且BC⊥AB、CD=DE且CD⊥DE”即可判断对应边垂直,把ΔBCD旋转90度便可成功构造。

扣题脉观图势-例说解题训练1

三、如何快速准确构造图形?

答:分步操作,联系组合,添补完形。如下面两图三角形变换的旋转中心分别是AC、CE的中点,一次性变换比较困难。

扣题脉观图势-例说解题训练1

扣题脉观图势-例说解题训练1

这时可以进行动作分解,先旋转,再平移。如下图:

扣题脉观图势-例说解题训练1

扣题脉观图势-例说解题训练1

题脉9:继续观察图形,当我们看到∠A=∠E=45°时,有没有产生一种冲动?

扣题脉观图势-例说解题训练1

这种冲动是创造完美的欲望。

扣题脉观图势-例说解题训练1

再添上底边中线、矩形对角线,是不是更完美了?

扣题脉观图势-例说解题训练1

图形完美了,问题就完美解决了。

顺便提下垂直的证法:∠BNM=∠CNB+∠CNM=2(∠CFM+∠CFB)=2×45°=90°。

这个题目的使用价值还远未结束。

让大脑再烧一会儿。

题脉10:若连接MB、MD,ΔMBD应该是个等腰直角三角形吧。反过来想,我们只要证明ΔMBD是等腰直角三角形,问题即得证。

扣题脉观图势-例说解题训练1

处理方式与前相同,把ΔMCD旋转90度呗。

敲黑板。。。

可以这么想,但不能这么写,因为MB与MD的关系是要求证的,不是已知的。

构造方法应为:作MF⊥MC,与BC的延长线交于F。

扣题脉观图势-例说解题训练1

一定有同学感觉全等条件不够,有∠F=∠ACB=45°=∠MCD,MF=MC,缺少一边或一角。找边还是找角呢?当然是找边啦,因为点M是AE中点这个条件还没用呢!请你试一试如何推导BF=CD。

题脉11:ΔMCD顺时针旋转90度可以成功,与之相对应的还有哪个三角形可以进行相应的旋转呢?

ΔMCB说:我也是靠在等腰直角三角形ΔMBD的腰上的三角形,它行我肯定也行呀!

如下图,同样作MF⊥MC,交CD于F,“SAS”证明全等。需证DF=BC,DF=CD-CF=√2/2CE-√2CM=√2/2(CE-2CM)=√2/2(EM-CM)=√2/2(AM-CM)=√2/2AC=BC。

扣题脉观图势-例说解题训练1

这两种方法感觉有点别扭,如证明DF=BC不够直接了当,显得拖泥带水繁琐冗长。下面看如何改进。

题脉12:ΔABM也是靠着ΔMBD的哦!把它转起来试试。(ΔDEM与ΔABM是等价的哟,要行一起行。)

扣题脉观图势-例说解题训练1

转起来就会发现,不就是作等腰直角三角形AFE底边上的高么!

扣题脉观图势-例说解题训练1

原来这才是最简洁的方法,堪称完美!

想想看,这是为什么呢?

因为这个图最完美呀!

它有八个等腰直角三角形(最大的那个不画出来总是看起来不完整是不是?),一个矩形,两对全等(只用一对就可以了)。

小结:分析问题情境,紧扣题目的信息脉络,观察图形的发展趋势,顺藤摸瓜,左右逢源,解题实在是一种智力游戏。

到这里,这个题目完美收工。

但是,还不能就这么算了。

孙悟空苦练七十二变历经八十一难,方才得真经成正果。

来,练练变化之术:如下图,把等腰直角三角形旋转,当A、C、E不共线时,其它条件不变,原题的结论还成立吗?如何证明?

扣题脉观图势-例说解题训练1

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