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【摘要】 本文通过苏科版教材一道例题的拓展与解答,力求体现相关知识间的联系和数学的“转化“思想. 文章呈现给学生题目的设计过程,展示了知识间的联系并留给学生更加开放的思考空间,这样的拓展有利于学生提出问题和解决问题能力的培养. 最后指出:数学解题的教学不能够停留在题目的表面,教师要能够揭示知识间的联系、数学的本质,学生才能做到“举一反三”.
【关键词】 中位线;拓展;思考
苏科版教材九年级上册1.5节《三角形》的中位线有一道例题:如图,在梯形ABCD中,AD∥BC,E,F分别是AB,DC的中点. 求证:EF∥BC,EF = ■(BC + AD).梯形中位线的性质与三角形中位线的性质有什么联系?它们的证明过程又有什么联系?
一、三角形的中位线可以看作是梯形中位线的特殊情况
将梯形ABCD的顶点D沿与BC平行的直线l向左移动至A点,即可得到三角形的中位线,如图1和图2.
图1:梯形的中位线EF∥BC,EF = ■(BC + AD);
图2:三角形的中位线EF∥BC,EF = ■BC,可以看作梯形中位线AD = 0时的特殊情况.
沿续上面的思路,让D点在与BC平行的直线l上继续向左或向右运动,我们可以得到图3和图4.
图3:EF = ■|BC - AD|,特别地,当AD = BC时,E,F重合,EF = 0.
图4:四边形ABCD是平行四边形,EF∥BC,EF = BC = AD,也可以看作EF = ■(BC + AD).
思维不能就此停滞不前!
如果把直线l改为与BC不平行,结论又是什么呢?如图5,图6所示:
可以引导学生观察、猜测结论,然后证明.
可以证明图5,图6中结论:■|BC - AD| < EF < ■(BC + AD).
二、梯形中位线性质的证明可以“转化”为三角形中位线解答
1. 梯形中位线性质的证明可以转为三角形的中位线,一般有如下几种转化方法,如图所示:
图7:连接AF并延长交BC的延长线于点G.
图8:过点D作BC的平行线分别交EF,BC于点M,H.
图9:连接AC交EF于点N.
图10:将梯形ABCD绕点F旋转180°.
2. “X”图形转化为三角形中位线解答,如图所示:
图11:连接AC交EF的延长线于点K;
图12:连接AF并延长交BC于点L;
图13:过点A作AN∥BC,分别交EF,BC的延长线于M,N.
3. 当AD与BC不平行时,解答方法仍是转化为三角形中位线解答,如图14、图15所示.
过F作AD的平行线FG,交线段AC于点G,连接EG.
三、教学思考
1. 上述几道题目都可以转化为三角形中位线解答,体现了数学“转化”的思想.
2. 前面的题目虽然比较丰富,但是仅局限于四边形对边中点,如果把思维再放开些,我们可以得到什么结论呢?可以提出更加开放的问题留给学生思考,例如可以设置如下题组:
(1)“中点四边形”,四边形ABCD,E,F,G,H分别是四边的中点,四边形EFGH称为四边形ABCD的中点四边形,试判断四边形EFGH的形状,并判断四边形EFGH于四边形ABCD的关系.
(2)如图16,正方形ABCD,E,F分别是线段CD,AD上任意一点,G,H,P,Q分别是线段AB,BE,EF,FA的中点,试判断四边形GHPQ的形状.
3. 数学的解题教学应该抓住题目的本质、揭示知识间的联系,这样我们的解题教学才能够“举一反三”,而不是落入简单堆砌的“题海”中. 例如,几何中有一个结论“同角的余角相等,同角的补角相等”,在进行这个结论的教学时,我们若能解读其中的数学本质,将有利于学生建立数学知识间的联系.
这个结论的证明过程中用到了等式的性质,如果在教学中能够适当拓展,将达到“举一反三”的效果. 我们可以对这个等式性质的本质进行如下的挖掘:
∠A+∠C = 90°∠B + ∠C = 90°a + c = 90°b + c = 90° a + c = nb + c = n.
以下面几道题目为例:
题1 已知:等边△ABC,E,F,D分别是三边上的点,且∠FED = 60°.求证:△AFE∽△BED.
在题目的证明中,说明一组对角相等就用到了上述等式的性质.
∠AFE + ∠AEF = 120°∠DEB + ∠AEF = 120°∠AFE = ∠DEB.
题2 已知:正方形ABCD, E,F,G分别是边上的点,且∠EFG = 90°. 求证:△BFE∽△CGF.
在题目的证明中,说明一组对角相等还是用到了上述等式的性质.
∠BFE + ∠BEF = 90°∠BFE + ∠GFC = 90°∠BEF = ∠GFC.
上述例题可以推广到一般情况:正n边形,留给同学去思考.
题3 (南京市2007年中考试题,第26题)梯形ABCD中,AD∥BC,AB = BC = AD = 6,∠ABC = 60°,点E,F分别在线段上AD,DC上(点E与点A,D不重合),且∠BEF = 120°,设AE = x,DF= y.(1)求y与x的函数表达式;(2)当x为何值时,y有最大值,最大值是多少?
题目在证明相似关系时就用到了∠AEB + ∠ABE = 60°∠AEB + ∠DEF = 60° 这个等式,它的本质就是等式的性质.
做为一名数学教师,我们经常要求我们的学生“举一反三”,但如果我们在教学时自己都不能“去伪存真”,挖掘数学题目中隐含的数学本质、知识间的联系,我们怎么能够要求学生呢?对数学解题的教学我们的老师绝不能够停留在热闹的数学表面,一定要深入,相信长此以往,我们的学生定能够“举一反三”.
【关键词】 中位线;拓展;思考
苏科版教材九年级上册1.5节《三角形》的中位线有一道例题:如图,在梯形ABCD中,AD∥BC,E,F分别是AB,DC的中点. 求证:EF∥BC,EF = ■(BC + AD).梯形中位线的性质与三角形中位线的性质有什么联系?它们的证明过程又有什么联系?
一、三角形的中位线可以看作是梯形中位线的特殊情况
将梯形ABCD的顶点D沿与BC平行的直线l向左移动至A点,即可得到三角形的中位线,如图1和图2.
图1:梯形的中位线EF∥BC,EF = ■(BC + AD);
图2:三角形的中位线EF∥BC,EF = ■BC,可以看作梯形中位线AD = 0时的特殊情况.
沿续上面的思路,让D点在与BC平行的直线l上继续向左或向右运动,我们可以得到图3和图4.
图3:EF = ■|BC - AD|,特别地,当AD = BC时,E,F重合,EF = 0.
图4:四边形ABCD是平行四边形,EF∥BC,EF = BC = AD,也可以看作EF = ■(BC + AD).
思维不能就此停滞不前!
如果把直线l改为与BC不平行,结论又是什么呢?如图5,图6所示:
可以引导学生观察、猜测结论,然后证明.
可以证明图5,图6中结论:■|BC - AD| < EF < ■(BC + AD).
二、梯形中位线性质的证明可以“转化”为三角形中位线解答
1. 梯形中位线性质的证明可以转为三角形的中位线,一般有如下几种转化方法,如图所示:
图7:连接AF并延长交BC的延长线于点G.
图8:过点D作BC的平行线分别交EF,BC于点M,H.
图9:连接AC交EF于点N.
图10:将梯形ABCD绕点F旋转180°.
2. “X”图形转化为三角形中位线解答,如图所示:
图11:连接AC交EF的延长线于点K;
图12:连接AF并延长交BC于点L;
图13:过点A作AN∥BC,分别交EF,BC的延长线于M,N.
3. 当AD与BC不平行时,解答方法仍是转化为三角形中位线解答,如图14、图15所示.
过F作AD的平行线FG,交线段AC于点G,连接EG.
三、教学思考
1. 上述几道题目都可以转化为三角形中位线解答,体现了数学“转化”的思想.
2. 前面的题目虽然比较丰富,但是仅局限于四边形对边中点,如果把思维再放开些,我们可以得到什么结论呢?可以提出更加开放的问题留给学生思考,例如可以设置如下题组:
(1)“中点四边形”,四边形ABCD,E,F,G,H分别是四边的中点,四边形EFGH称为四边形ABCD的中点四边形,试判断四边形EFGH的形状,并判断四边形EFGH于四边形ABCD的关系.
(2)如图16,正方形ABCD,E,F分别是线段CD,AD上任意一点,G,H,P,Q分别是线段AB,BE,EF,FA的中点,试判断四边形GHPQ的形状.
3. 数学的解题教学应该抓住题目的本质、揭示知识间的联系,这样我们的解题教学才能够“举一反三”,而不是落入简单堆砌的“题海”中. 例如,几何中有一个结论“同角的余角相等,同角的补角相等”,在进行这个结论的教学时,我们若能解读其中的数学本质,将有利于学生建立数学知识间的联系.
这个结论的证明过程中用到了等式的性质,如果在教学中能够适当拓展,将达到“举一反三”的效果. 我们可以对这个等式性质的本质进行如下的挖掘:
∠A+∠C = 90°∠B + ∠C = 90°a + c = 90°b + c = 90° a + c = nb + c = n.
以下面几道题目为例:
题1 已知:等边△ABC,E,F,D分别是三边上的点,且∠FED = 60°.求证:△AFE∽△BED.
在题目的证明中,说明一组对角相等就用到了上述等式的性质.
∠AFE + ∠AEF = 120°∠DEB + ∠AEF = 120°∠AFE = ∠DEB.
题2 已知:正方形ABCD, E,F,G分别是边上的点,且∠EFG = 90°. 求证:△BFE∽△CGF.
在题目的证明中,说明一组对角相等还是用到了上述等式的性质.
∠BFE + ∠BEF = 90°∠BFE + ∠GFC = 90°∠BEF = ∠GFC.
上述例题可以推广到一般情况:正n边形,留给同学去思考.
题3 (南京市2007年中考试题,第26题)梯形ABCD中,AD∥BC,AB = BC = AD = 6,∠ABC = 60°,点E,F分别在线段上AD,DC上(点E与点A,D不重合),且∠BEF = 120°,设AE = x,DF= y.(1)求y与x的函数表达式;(2)当x为何值时,y有最大值,最大值是多少?
题目在证明相似关系时就用到了∠AEB + ∠ABE = 60°∠AEB + ∠DEF = 60° 这个等式,它的本质就是等式的性质.
做为一名数学教师,我们经常要求我们的学生“举一反三”,但如果我们在教学时自己都不能“去伪存真”,挖掘数学题目中隐含的数学本质、知识间的联系,我们怎么能够要求学生呢?对数学解题的教学我们的老师绝不能够停留在热闹的数学表面,一定要深入,相信长此以往,我们的学生定能够“举一反三”.