一题多解带给我们的启示
【摘 要】在实际的教学中,教师经常贪多,喜欢给学生留更多的习题。而事实上,很多东西其实是相通的,一道题如果反复思考透了,想出多个解题方法,会打开思路,带给我们更多启示。
【关键词】菱形;解题方法;转化
在一次考试中,有这样一道题:
在菱形ABCD中,∠ABC=60°,E是对角线AC上一点,F是线段BC延长线上一点,且CF=AE,连接BE、EF.
(1)如图1,若E是线段AC的中点,求证:BE=EF;
(2)若E是线段AC或AC延长线上的任意一点,其它条件不变,如图2、图3,线段BE、EF有怎样的数量关系,直接写出你的猜想;并选择一种情况给予证明。
第(1)问,思路很顺畅,有一定基础知识的学生都能想到解题的关键:菱形的对角线性质以及特殊的60°角。而且一般情况下,证明两个线段相等,采用的通法是:等角对等边。通过两个底角相等来得到两边相等。
对于第(2)问,通过观察,能够猜想得到BE=EF仍然成立,但是如何证明?困扰了许多学生。其实,受第(1)问的启发,想延续此思路,证明∠EBF=∠EFB,但显然不太好证,因为第(1)问通过∠EBF=30°得到两角相等,而这里的∠EBF不再是特殊角度。所以需要另辟蹊径:
方法一:将角进行“转化”。(这是经常使用的方法)关键如何转化?转化哪个角?结合已知平行,想到可以将∠EBF转化成与之相等的角,从而延长BE到M,(如下图2)则∠EBF=∠BMA。下面需要做的是:证明∠BMA=∠F。有图形意识的同学会想到,要证明ΔBMA∽ΔEFC。显然有两角∠BAM=∠ECF=120°,再找什么条件?只能是对应边成比例,也就是AM-AB = CF-EC。记住,还有一个关键的条件:AE=CF。再者,进一步发现AM-AB = AM-BC= AE-EC,从而建立了联系。得证。
显然,上面的方法一不太好想,很多同学在有限的时间内,可能发现不了相似三角形,从而放弃此方法,再来探寻新方法。
方法二:此方法是比较容易想到的,同样用到“转化”思想:直接转化线段。很容易看出BE=DE(ΔABE≌ΔADE),所以,做了如下的辅助线:连接DE,如下图左。那接下来,就要证明DE=EF,自然的,连接DF,如下图右。从而,需要证明ΔDEF为等边三角形。结合已知AE=CF,再观察图形,显然ΔAED≌ΔCFD,则DE=DF,再加上60°角,等边三角形得证,从而结论得证。
再来探一探,已知条件是否能让我们想到其它方法?显然还有,介绍如下:
方法三:菱形提供了平行的边,所以不妨过点E作平行线试试,如下图左,过点E作EN∥BC,交AB于点N,作了此辅助线,还要发现ΔAEN是等边三角形,则CF=AE=NE,再观察图形,需有ΔBNE≌ΔECF,显然,通过AB=AC,AN=AE,得BN=CE,再加上120°,则全等得证。BE=EF得证。由此方法,再联想到,过点E作EP∥BC,交BC于点P,如下图右,则通过证明ΔBEP≌ΔFEC(或ΔBEC≌ΔFEP),可得BE=EF。
可以过E作平行线,还能过别的点吗?点F也是可以的,从而有了
方法四:过点F作FQ∥AB,交AC的延长线于点Q,易得ΔCQF为等边三角形,与方法三类似,再证ΔABE≌ΔQEF,则结论得证。
方法五:再来看一个特别又一般的方法,说特别是因为不容易想到,说一般是因为题目中的条件还能得到这种方法的必然性:要证明BE=EF,那就直接证,因为是60°的菱形,所以,可以通过设边的长度,表示出BE、EF的长度,通过长度相等,得到两边相等。下面的工作就是表示BE、EF的长度。而对于这样的三角形,要表示长度,自然而然的辅助线:过E作EG⊥BF,交BF于点G,设AB为a,GC为x,则BG=a-x,又因为∠ECG=60°,所以EC=2x,则AE=a-2x=CF,从而FG=a-2x+x=a-x,做到这里,发现,不再需要表示BE、EF了,因为BG=FG,再加上作的垂直,从而全等得BE=EF。
尤其最后一个方法五,又给我们提供了证明线段相等的新方法。把这道题吃透,想必学生的收获会非常大。
从这一道题目来看,如果在课堂上专攻此题,把课堂时间还给学生,让学生从多种角度考虑,会让学生有更大的乐趣,更能激发学生的创新性和积极性。 一题多解,确实不错。
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