从兵法之“形”,到几何之“形”

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  孙子曰:“夫地形者,兵之助也。料敌制胜,计险隘远近,上将之道也。知此而用战者必胜,不知此而用战者必败。”可见,地形是用兵作战的辅助条件。解题不是作战,但同样需要智慧。“图形”不是“地形”,但几何教学的核心就是对图形的研究,教师作为解题的最高统帅,在这个过程中应该具备和将帅一样的英明智慧,高瞻远瞩,指导学生将图形中的每一个细小的条件都了然于胸,巧妙地利用已知条件对“图形”进行多方面、多角度的分析,才能攻克难题,以“形”制胜。笔者在几何教学中,尝试对“图形”的新视角进行挖掘,开启了学《孙子兵法》,悟几何教学中的“形”之路。
  辨析“身份”,凸显基本图形
  在军事上,不同的地域具有不同的优势。孙子用军事战略家的眼光对其进行考察,归纳为“通”“挂”“支”“隘”“险”“远”六种类型,并根据这些最基本的地形有针对性地提出了相应的作战方法,进而制定驻扎、进攻和防御方面的相关措施。
  在几何问题中,不同的图形有着各自独特的性质。如四边形中,平行四边形的对角线互相平分,矩形的对角线相等且互相平分;同一图形在不同的图形背景中又发挥着独特的性质。如同样两个角,在等腰三角形中作为“底角”就相等;在同一直角三角形中是两“锐角”就有互余关系;在同圆中是“同弧所对的圆周角”就有相等关系。同样一条直径,在圆中也可以具有不同的身份而发挥自身的优势。所以,从不同角度关注同一图形,能打开学生思维,获得一题多解的解题方法。
  例1 如图一,AB是⊙O的直径, CD⊥AB于E,求证:∠A=∠BCE。
  辨“地形之隘”,伴“身份”发挥优势 图形中AB这条直径可谓“图形之隘”,它是解决此题的突破口。单从“直径”的身份,就能发挥“直径所对的圆周角是直角”的优势;从“垂直与弦的直径”的身份,就能发挥“垂直于弦的直径平分这条弦,并且平分弦所对的两条弧”的优势。
  析“地形之异”,随“身份”巧择战法 从“直线形”的角度观察图形,可以发现∠A与∠BCE位于“母子相似”的基本图形中(如图二),它们是∠B的“余角的身份”,所以解法如下:
  证明:∵AB是⊙O的直径。
  ∴(直径所对的圆周角是直角)。
  ∴∠A ∠B=90°。
  ∴。
  ∴∠BCE ∠B=90°。
  ∴∠A=∠BCE(同角的余角相等)。
  从“圆形”的角度观察图形,可以发现∠A与∠BCE位于“垂径定理”的基本图形中(如图三),∠A与∠BCE是“圆周角的身份”,所以解法如下:
  证明:∵AB是⊙O的直径,CD⊥AB
  ∴=(垂直于弦的直径平分这条弦,并且平分弦所对的两条弧)。
  ∴∠A=∠BCE(同弧所对的圆周角相等)。
  所以,我们在做几何题时,必须根据题意,结合图形,关注基本图形,特殊条件,考察线段、角在几何图形中所处的位置,辨析其“身份”,才能凸显基本图形,发挥图形的魅力。在此过程中,学生经历从不同角度寻求分析问题和解决问题的方法的过程,体验解决问题方法的多样性,掌握分析问题和解决问题的一些基本方法。
  权衡“动静”,定位静态图形
  地形千差万别,有高有低,有阴面有阳面,在交战的时候,那些高处朝阳的地方都是易守难攻之处,对交战有利的方面非常多。在考察地形的时候,一定要将其纳入考察重点,争取抢先占领这样一些有利的地形,胜利也许就不费吹灰之力了。
  几何问题中,图形千变万化;而动态型几何问题,它以运动中的几何图形为载体,运动变化为主线,构建成综合题,它能把几何、函数、方程、不等式等知识集于一身,题型新颖、灵活性强,不少学生感觉动态型几何问题的图形高深莫测,无“利”可“图”。
  教师在教学这类题型时,可适当地运用几何画板演示部分图形运动的详细过程,让学生通过画图、操作等形成动态联想,引导学生用运动与变化的眼光去观察和研究图形,把握运动与变化的全过程,从“静”中能看到“动”,又从“动”中看到“静”,从而抓住其中的“静势”特性,定位“静态”图形,找到问题的突破口。
  例2 (2014·常州)如图四,在平面直角坐标系xOy中,直线l经过点A(﹣3,0),点B(0,),点P的坐标为(1,0),⊙P与y轴相切于点O.若将⊙P沿x轴向左平移,平移后得到⊙P′(点P的对应点为点P′),当⊙P′与直线l相交时,横坐标为整数的点P′共有( )。
  (A)1个
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