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几何思维中的以退为进策略——续1

 本明书馆 2024-05-22 发布于黑龙江

接前文<几何思维中的以退为进策略与消元法>,本文继续讲解以进为退策略在几何解题思维中的实战应用。

几何题见图1。

几何思维中的以退为进策略——续1

图1

解题思维过程

如何思考本题?

几何思维中的以退为进策略——续1

变形

上式括号中的式子为两项相加的结构,D是定点。美好的想法要有,万一实现了呢,很容易合情地自然地想到这样的理想模式(美好模式):

如图2,如果在AB左上方存在一个定点Q,且满足EQ=EF/根3,则DE+EF/根3=DE+EQ>= DQ,故所求最小值为:根3DQ。

几何思维中的以退为进策略——续1

图2

所以找到定点Q就是解决本题的关键。

定点Q需要满足条件:EQ=EF/根3。但EF的位置不好,它的两个端点都是动点,导致我们不容易看清它,也导致我们不容易找到满足这个条件的Q点。

根据前文以退为进的策略,我们需要后退,退到能看清EF的几何位置上。如何退?

如图3,按前文的内容,要优先退到容易确定的、容易把控的、基础的、稳定的数学对象,而B点就是这样的对象,它可作为稳定的基础和支撑。看图进行直观想象和思考,很自然想到将EF平移到BG(BEFG为平行四边形),BG靠到容易把控的定点B上。

BG平行且等于EF,BG的端点B是定点,所以相比两个动点的EF,我们可以合情合理地认为更容易看清BG,BG的基础更好一些,更确定一些,更稳定一些,它更容易把控和利用。根据前文的内容:要优先选取、优先靠近和贴近容易看清的、容易确定的、基础的、容易把控的数学对象,所以我们优先基于BG或基于BG附近的数学对象来开展寻找Q点的探索工作,而不是基于不容易看清、基础不牢的、不容易把控利用的EF。

合情推理合情判断不一定完全可靠,但解题探索没有合情更艰难。

图3中很容易想到延长FG交BC于P点,且易知PFC为等边三角形,G为PF中点。

几何思维中的以退为进策略——续1

图3

根据EQ=EF/根3,合情设想这个根3应该是相似比,这个系数是暗示,是蛛丝马迹。根据这个蛛丝马迹的线索信息,我们在图3中很容易发现GC/BE也等于根3。到此,我们很容易想到图4的解法。

几何思维中的以退为进策略——续1

图4

角BCG为30度,故构造QBE相似于BCG,也就是令角QBE=角BCG=30度,QB垂直于BC,且QB=BC/根3。则必有EQ=BG/根3=EF/根3。到此,剩下的就是简单的计算工作,就省略了。

可见我们是退到相对而言容易看清的BG,然后基于BG和它附近的数学对象BC、CG在进行解法探索,同时结合了合情设想。

第二种解法,易证BF=2DE,与上面的解法类似,也可以在AC右上方找定点。

本题的第三种解法更容易,在先前的文章中介绍过,就是建系加待定系数法、配方法,从而很容易直接求出定点Q的坐标,本文就不介绍这个解法了。

总结

从上面的解法探索可知,如果熟悉以退为进、进退互化的解题策略,此题其实很简单,可以说属于妥妥的送分题。

正所谓以道莅天下,其鬼不神。不能仅仅只学数学知识,更重要的是要领悟数学思维之道,领悟通透系统的数学思维之道。

道悦(王国波) 2024.5.21

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