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课本习题是数学知识、解题策略和思想方法的有机结合体,具有很强的生长性,许多中考试题就是在课本习题的基础上通过变式、拓展演变而来. 重视对课本习题的研究与应用有着重要的价值,本文以《锐角三角函数》一章中的一道课本习题为例,对习题进行变式探究,挖掘习题的最大价值,供读者参考.
原题:(苏科版教材九下第48页习题3)已知:如图1,AC是△ABD的高,BC=15 cm,∠BAC=30°,∠DAC=45°,求AD.
【解析】本题中的两个直角三角形Rt△ABC和Rt△ADC具有一条公共的直角边AC,且Rt△ABC已知一边和一锐角(BC=15 cm,∠BAC=30°),故可以解出Rt△ABC,求出公共边AC=15 cm,从而Rt△ADC已知一边和一锐角(AC=
15 cm,∠DAC=45°),进而求出AD=
15 cm.
说明:当一个直角三角形满足——除直角外,已知一边和一锐角或已知两边,就可以解出这个直角三角形.
变式1:已知:如图2,AC是△ABD的高,AB=10 cm,BC=5 cm,∠D=45°,求AD.
【解析】本题中的两个直角三角形Rt△ABC和Rt△ADC具有一条公共的直角边,且Rt△ABC已知两边(AB=10 cm,BC=5 cm),故可以解出Rt△ABC,求出公共边AC=5 cm,从而Rt△ADC已知一边和一锐角(AC=5 cm,∠D=45°),进而求出AD=5 cm.
说明:由原题和变式1可知,当两个直角三角形有一条公共边时,这条公共边就成了联系两个直角三角形的桥梁,沟通着“已知”与“未知”.
变式2:已知:如图3,AC是△ABD的高,BD=(3+) cm,∠BAC=30°, ∠DAC=45°,求AC.
【解析】本题中的两个直角三角形Rt△ABC和Rt△ADC具有一条公共的直角边,但两个直角三角形Rt△ABC和Rt△ADC均只已知一个锐角,故不能直接解出其中任何一个三角形. 考虑到BD=(3+) cm,即BC+CD=(3+) cm,从而可以此为相等关系构造方程解决这一问题. 设AC=x cm,由∠BAC=30°, ∠DAC=45°可得BC= cm,CD=x cm,所以+x=3+,解得x=3,即AC=3 cm.
变式3:已知:如图4,△ABD中,BD=10 cm,∠B=60°,∠D=45°,求△ABD的面积.
【解析】本题中的△ABD显然不是直角三角形,考虑到∠B,∠D均为特殊角,可以通过作高AC构造直角三角形,将它们分别放在Rt△ABC和Rt△ADC中. 同变式2,设AC=x cm,由∠B=60°,∠D=45°可得BC= cm,CD=x cm,所以+x=10,解得x=15-5,即AC=
15-5 cm. 所以△ABD的面积=×BD×AC=×10×
15-5=
75-25(cm2).
说明:由变式2、变式3可知,当两个直角三角形有一条公共边,且两个直角三角形均不能直接解出时,通常设公共边这座桥梁为x,通过构造方程解决问题.
变式4:已知:AC是△ABD的高,AC=2 cm,AB=4 cm,∠D=45°,求△ABD的面积.
【解析】如图5,当高AC在△ABD内部时,在Rt△ABC中,AC=2 cm,AB=
4 cm,所以BC=2 cm. 在Rt△ADC中,AC=
2 cm,∠D=45°,所以CD=2 cm. 所以BD=BC+CD=(2+2) cm. 所以△ABD的面积=×BD×AC=×(2+2)×2=(6+2)(cm2).
如图6,当高AC在△ABD外部时,由上同理可得BC=2 cm,CD=2 cm. 所以BD=CD-BC=(2-2) cm. 所以△ABD的面积=×BD×AC=×(2-2)×2=(6-2) cm2.
变式5:如图7,某市在棚户区改造工程中需要修建一段东西方向全长2 000米的道路(记作线段AB). 已知C点周围700米范围内有一电力设施区域. 在A处测得C在A的北偏东60°方向上,在B处测得C在B的北偏西45°方向上. 道路AB是否穿过电力设施区域?为什么?(参考数据:≈1.732,≈1.414)
【解析】本题是一个实际应用问题,需要将题中的已知信息与图形相结合,将实际问题转化成数学问题. 过点C作CD⊥AB,垂足为D,由题意得:∠CAB=30°,∠CBA=45°,∠CDA=∠CDB=90°. 所以在Rt△ADC中,AD=CD,在Rt△BDC中,BD=CD.
因为BD+AD=AB=2 000,即CD+CD=2 000,所以(+1)CD=2 000.
解得CD=1 000(-1)≈732>700. 所以AB不会穿过电力设施区域.
课本习题是教学的重要资源,同学们应多加重视,通过变式训练等途径掌握基础题型及基本图形,提升学习效率,避免低水平的重复和题海疲劳战术.
(作者单位:苏州市草桥中学校)
原题:(苏科版教材九下第48页习题3)已知:如图1,AC是△ABD的高,BC=15 cm,∠BAC=30°,∠DAC=45°,求AD.
【解析】本题中的两个直角三角形Rt△ABC和Rt△ADC具有一条公共的直角边AC,且Rt△ABC已知一边和一锐角(BC=15 cm,∠BAC=30°),故可以解出Rt△ABC,求出公共边AC=15 cm,从而Rt△ADC已知一边和一锐角(AC=
15 cm,∠DAC=45°),进而求出AD=
15 cm.
说明:当一个直角三角形满足——除直角外,已知一边和一锐角或已知两边,就可以解出这个直角三角形.
变式1:已知:如图2,AC是△ABD的高,AB=10 cm,BC=5 cm,∠D=45°,求AD.
【解析】本题中的两个直角三角形Rt△ABC和Rt△ADC具有一条公共的直角边,且Rt△ABC已知两边(AB=10 cm,BC=5 cm),故可以解出Rt△ABC,求出公共边AC=5 cm,从而Rt△ADC已知一边和一锐角(AC=5 cm,∠D=45°),进而求出AD=5 cm.
说明:由原题和变式1可知,当两个直角三角形有一条公共边时,这条公共边就成了联系两个直角三角形的桥梁,沟通着“已知”与“未知”.
变式2:已知:如图3,AC是△ABD的高,BD=(3+) cm,∠BAC=30°, ∠DAC=45°,求AC.
【解析】本题中的两个直角三角形Rt△ABC和Rt△ADC具有一条公共的直角边,但两个直角三角形Rt△ABC和Rt△ADC均只已知一个锐角,故不能直接解出其中任何一个三角形. 考虑到BD=(3+) cm,即BC+CD=(3+) cm,从而可以此为相等关系构造方程解决这一问题. 设AC=x cm,由∠BAC=30°, ∠DAC=45°可得BC= cm,CD=x cm,所以+x=3+,解得x=3,即AC=3 cm.
变式3:已知:如图4,△ABD中,BD=10 cm,∠B=60°,∠D=45°,求△ABD的面积.
【解析】本题中的△ABD显然不是直角三角形,考虑到∠B,∠D均为特殊角,可以通过作高AC构造直角三角形,将它们分别放在Rt△ABC和Rt△ADC中. 同变式2,设AC=x cm,由∠B=60°,∠D=45°可得BC= cm,CD=x cm,所以+x=10,解得x=15-5,即AC=
15-5 cm. 所以△ABD的面积=×BD×AC=×10×
15-5=
75-25(cm2).
说明:由变式2、变式3可知,当两个直角三角形有一条公共边,且两个直角三角形均不能直接解出时,通常设公共边这座桥梁为x,通过构造方程解决问题.
变式4:已知:AC是△ABD的高,AC=2 cm,AB=4 cm,∠D=45°,求△ABD的面积.
【解析】如图5,当高AC在△ABD内部时,在Rt△ABC中,AC=2 cm,AB=
4 cm,所以BC=2 cm. 在Rt△ADC中,AC=
2 cm,∠D=45°,所以CD=2 cm. 所以BD=BC+CD=(2+2) cm. 所以△ABD的面积=×BD×AC=×(2+2)×2=(6+2)(cm2).
如图6,当高AC在△ABD外部时,由上同理可得BC=2 cm,CD=2 cm. 所以BD=CD-BC=(2-2) cm. 所以△ABD的面积=×BD×AC=×(2-2)×2=(6-2) cm2.
变式5:如图7,某市在棚户区改造工程中需要修建一段东西方向全长2 000米的道路(记作线段AB). 已知C点周围700米范围内有一电力设施区域. 在A处测得C在A的北偏东60°方向上,在B处测得C在B的北偏西45°方向上. 道路AB是否穿过电力设施区域?为什么?(参考数据:≈1.732,≈1.414)
【解析】本题是一个实际应用问题,需要将题中的已知信息与图形相结合,将实际问题转化成数学问题. 过点C作CD⊥AB,垂足为D,由题意得:∠CAB=30°,∠CBA=45°,∠CDA=∠CDB=90°. 所以在Rt△ADC中,AD=CD,在Rt△BDC中,BD=CD.
因为BD+AD=AB=2 000,即CD+CD=2 000,所以(+1)CD=2 000.
解得CD=1 000(-1)≈732>700. 所以AB不会穿过电力设施区域.
课本习题是教学的重要资源,同学们应多加重视,通过变式训练等途径掌握基础题型及基本图形,提升学习效率,避免低水平的重复和题海疲劳战术.
(作者单位:苏州市草桥中学校)