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“转变”是解数学题的一种十分重要的思想和基本方法,是培养学生创新意识的一个重要手段,某些数学问题直接解较为困难,甚至无从下手,但通过转变,往往可使其中数量关系由隐晦变为明朗,由复杂变为简单,由未知变为已知,由模糊变为清晰,由生题变为熟题,由实际问题变为数学模型,由一个领域的问题变为另一个领域的问题等等。从而达到简化数学问题的计算、证明,培养学生创新能力的目的。本文就如何利用转变思想培养学生的创新能力谈两点肤浅的体会。
一、运用学科间知识的转变培养学生的创新能力
中学数学是代数、几何、三角、解析几何等知识的有机结合,它们彼此之间有着相互依存的联系,各种数学思想、数学方法有着内在的联系,因此,在解题时,我们应打破学科的局限性,跳出思维定势的圈子,以达到培养学生创新能力的目的。
例1、过点B作正方形ABCD的对角线AC的平行线BE,且AE=AC,求∠AEC的度数。
分析:由于图形中具有一个角为直角,所以我们可以直角顶点为原点建立直角坐标系,然后利用解析法来求证。
解明:如图(2)建立直角坐标系,使顶点A落在坐标系原点,顶点BD分别落在X轴和Y轴上,并选择最佳计算单位
│AB│=│AD│=│DC│=│BC│=1来计算,便得到A点坐标为(0,0),B点坐标为(1,0),D点坐标为(0,1),C点坐标为(1,1),则│AE│=│AC│=,设E坐标为(a,a-1),所以在Rt△AEF中便有:a2+(a-1) 2=2,∴a=,由于点E在第一象限内,∴a=不合题意舍去。∴E点坐标为,在Rt△AEF中有:
tan∠EAF=,∴∠EAF=150,又AC为正方形ABCD的对角钱,∴∠CAF=450,∴∠CAE=300,∵AC=AE,∴∠AEC=750。
例2:△ABC是边长为1的正三角形,△BDC是顶角∠BDC=1200的等腰三角形,以D为顶点作一个角等于600,角的两边分别交AB于M,交AC于N,连接MN,形成一个三角形AMN。
求证:△AMN的周长等于2。
分析:本题除了用几何证法外,我们还发现题中的已知角比较多,且都为特殊角,因此,可以考虑用三角函数法来进行证明。
证明:(如图3):过点D作DP⊥MN交MN于点P,设∠BDM=a,∠PDM=,则∠PDN=600-,∠NDC=600-a
二、利用思维角度的转变来培养学生创新能力
众所周知,思维是人的一种心理活动,一般总是迎合顺势而排斥逆境,并且这种心理惯性又十分微妙地、强有力地左右着人们的思维定势,因此在解题时,应打破条条框框的局限,跳出思维定势的圈子,开启思维的闸门,充分调动学生记忆存储的信息,变换不同的思维角度去联想、类比,以达到培养学生的创新能力。
例3:(如图4)。已知在△ABC中,∠B=∠A。
求证:BC2=AC(AC+AB)
本题看似简单,证起来却难以下手。
如果我们抓住BC2=AC(AC+AB)的特点,改写成与它等价的各种形式,充分联想与它有关的几何定理、公理等,然后构成相应的几何图形,就可以得到多种不同的证题方法。
分析一:将题目变换思维角度,从结论BC2=AC(AC+AB)中我们不难想到,它的形式与切割线定理类似,因此,设想构制一个几何模型,然后利用切割线定理来解题。为此,延长CA到D,使AD=AB,再作△ABD的外接圆,可见CD=AC+AB,∵AB=AD,∴∠D=∠ABD,又∠BAC=∠D+∠ABD,所以,∠D=∠BAC=∠ABC,又连接OB、OA,
∵∠D=∠BOA,∴∠BOA=∠DBC,∵AD=AB,∴AD=AB∴OHB=900,∴∠OBC=900,又点B在⊙0上,故CD与⊙0相切于点B点,进而得出结论。
分析二:将结论变为BC2=AC2+AC·AB从而联想到恒等式的证明思路,可以从右边到左边推证,这就要求右边两项都隐含公因式线段BC,因而设AC2=BC·X,AC·AB=BC·Y,则BC·X+BC·Y= BC2,X+Y=BC,这个式子启发我们在BC上找一个内分点P,使CP=X,BP=Y,由AC2=BC·X可得到,由AC、BC确定△ABC,X、AC确定△PAC,这两个三角形有公共角∠C,∴△ABC∽△PAC,∠B=∠PAC,∠B=∠A,所以只须作∠A的平分线与BC的交点P就是所要找的内分点,再由,(BP=AP)即可得出结论。
分析三、结论可变为,若把这个比例式中的四个比例项BC、AC、(AC+AB)、BC看作是两个三角形的两组对应边,那么不难作出相应的图形,为此延长CA到D,使AD=AB,连结BD,只要证明△BCD∽△ACB即可。
(作者单位:414100湖南省岳阳县第八中学)
注:“本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文。”
一、运用学科间知识的转变培养学生的创新能力
中学数学是代数、几何、三角、解析几何等知识的有机结合,它们彼此之间有着相互依存的联系,各种数学思想、数学方法有着内在的联系,因此,在解题时,我们应打破学科的局限性,跳出思维定势的圈子,以达到培养学生创新能力的目的。
例1、过点B作正方形ABCD的对角线AC的平行线BE,且AE=AC,求∠AEC的度数。
分析:由于图形中具有一个角为直角,所以我们可以直角顶点为原点建立直角坐标系,然后利用解析法来求证。
解明:如图(2)建立直角坐标系,使顶点A落在坐标系原点,顶点BD分别落在X轴和Y轴上,并选择最佳计算单位
│AB│=│AD│=│DC│=│BC│=1来计算,便得到A点坐标为(0,0),B点坐标为(1,0),D点坐标为(0,1),C点坐标为(1,1),则│AE│=│AC│=,设E坐标为(a,a-1),所以在Rt△AEF中便有:a2+(a-1) 2=2,∴a=,由于点E在第一象限内,∴a=不合题意舍去。∴E点坐标为,在Rt△AEF中有:
tan∠EAF=,∴∠EAF=150,又AC为正方形ABCD的对角钱,∴∠CAF=450,∴∠CAE=300,∵AC=AE,∴∠AEC=750。
例2:△ABC是边长为1的正三角形,△BDC是顶角∠BDC=1200的等腰三角形,以D为顶点作一个角等于600,角的两边分别交AB于M,交AC于N,连接MN,形成一个三角形AMN。
求证:△AMN的周长等于2。
分析:本题除了用几何证法外,我们还发现题中的已知角比较多,且都为特殊角,因此,可以考虑用三角函数法来进行证明。
证明:(如图3):过点D作DP⊥MN交MN于点P,设∠BDM=a,∠PDM=,则∠PDN=600-,∠NDC=600-a
二、利用思维角度的转变来培养学生创新能力
众所周知,思维是人的一种心理活动,一般总是迎合顺势而排斥逆境,并且这种心理惯性又十分微妙地、强有力地左右着人们的思维定势,因此在解题时,应打破条条框框的局限,跳出思维定势的圈子,开启思维的闸门,充分调动学生记忆存储的信息,变换不同的思维角度去联想、类比,以达到培养学生的创新能力。
例3:(如图4)。已知在△ABC中,∠B=∠A。
求证:BC2=AC(AC+AB)
本题看似简单,证起来却难以下手。
如果我们抓住BC2=AC(AC+AB)的特点,改写成与它等价的各种形式,充分联想与它有关的几何定理、公理等,然后构成相应的几何图形,就可以得到多种不同的证题方法。
分析一:将题目变换思维角度,从结论BC2=AC(AC+AB)中我们不难想到,它的形式与切割线定理类似,因此,设想构制一个几何模型,然后利用切割线定理来解题。为此,延长CA到D,使AD=AB,再作△ABD的外接圆,可见CD=AC+AB,∵AB=AD,∴∠D=∠ABD,又∠BAC=∠D+∠ABD,所以,∠D=∠BAC=∠ABC,又连接OB、OA,
∵∠D=∠BOA,∴∠BOA=∠DBC,∵AD=AB,∴AD=AB∴OHB=900,∴∠OBC=900,又点B在⊙0上,故CD与⊙0相切于点B点,进而得出结论。
分析二:将结论变为BC2=AC2+AC·AB从而联想到恒等式的证明思路,可以从右边到左边推证,这就要求右边两项都隐含公因式线段BC,因而设AC2=BC·X,AC·AB=BC·Y,则BC·X+BC·Y= BC2,X+Y=BC,这个式子启发我们在BC上找一个内分点P,使CP=X,BP=Y,由AC2=BC·X可得到,由AC、BC确定△ABC,X、AC确定△PAC,这两个三角形有公共角∠C,∴△ABC∽△PAC,∠B=∠PAC,∠B=∠A,所以只须作∠A的平分线与BC的交点P就是所要找的内分点,再由,(BP=AP)即可得出结论。
分析三、结论可变为,若把这个比例式中的四个比例项BC、AC、(AC+AB)、BC看作是两个三角形的两组对应边,那么不难作出相应的图形,为此延长CA到D,使AD=AB,连结BD,只要证明△BCD∽△ACB即可。
(作者单位:414100湖南省岳阳县第八中学)
注:“本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文。”