殊途同归

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  【摘 要】《义务教育数学课程标准(2011年版)》强调指出:让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.因此,加强变式教学尤为重要.本文从一道初中数学课本习题出发,讨论其各种解法,并将此题及其解法进行变式和拓展.
  【主题词】数学、习题、解法、变式、拓展
  【中图分类号】G634.6 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089(2015)21-
  近年来,全国各地的数学中考题中有许多题目源于课本,它们由课本的例题、習题进行变式、迁移、整合、拓展而成,因此,我们教师应该认真研究课本中的典型例题、习题,挖掘问题内涵,提炼其解题规律及思想方法.新人教版七年级(下)第七章《平面直角坐标系》习题7.2第9题:△AOB中,A、B两点的坐标分别为(2,4),(6,2),求△AOB的面积(如图1所示).
  教材给予解法提示:△AOB的面积可以看作一个长方形的面积减去一些三角形的面积.而笔者认为,这种“友情”提示显得多余,因为它会限制学生的思维.下面对这类题型进行研究.
  一、题型概括
  在平面直角坐标系中,已知三点,求这三个点围成的三角形的面积.
  二、解法探究
  (一)补形法
  一些不规则几何图形的面积计算问题,直接从原图分析会很困难,然而合理添加辅助线,将它转化成一些规则的便于计算的图形,就能达到化难为易的目的.
  1.“框”矩形法
  正如课本提供的解法,分别过△AOB的上下两边的边界点A,O和左右两边的边界点O,B作垂直于y轴及x轴的垂线,得到△AOB的外接矩形ODEF,这样就将所求的三角形“框”在其中,只需用这个矩形的面积减去△AOB旁边的三个三角形的面积即可(如图1).除此之处,也可以用四边形OBEF或四边形ODEA的面积减去其余两个三角形的面积.
  2.向坐标轴引垂线法
  由点的坐标的意义可知,一个点到x轴、y轴的距离分别等于这个点的纵坐标和横坐标的绝对值.因此,过已知点向坐标轴引垂线段,也可对图形进行修补.
  如图2,分别过点A、B作x轴的垂线,垂足分别为D、E,用△AOD的面积加上四边形ADEB的面积再减去△OBE的面积就得到△AOB的面积.同理,分别过点A、B向y轴引垂线段也可以求出△AOB的面积.
  (二)分割法
  选择一条恰当的直线,将三角形转化成两个便于计算面积的三角形.
  如图3,过点B向y轴引垂线,交OA于点E,将△AOB分割为上下两个三角形.在△ABE和△OBE中,BE是它们的公共边,BE边上的高都是2,由一次函数知识可知,将E点的纵坐标2代入直线OA的解析式y=2x即可求出点D的横坐标是1,从而求出分割线BE=6-1=5,再用面积公式即可求出△ABE和△OBE的面积.类似地,过点A向x轴引垂线,可将△AOB分割成左右两个三角形,也能轻松求出三角形的面积.
  (三)公式法
  1.三角形的面积公式
  由于三角形的面积是底与高乘积的一半,故首先利用两点之间的距离公式求出两点之间的线段长(底边),再用点到直线的距离公式算出另一点到底边的距离(高),最后代入公式求出面积.在本题中,由点O(0,0),A(2,4)可得 ,直线OA的方程为2x-y=0,则点B(6,2)到直线OA的距离为 ,故
  2.三角形的正、余弦公式
  3.海伦公式
  在人教版八(下)第16章《二次根式》中的“阅读与思考”介绍了海伦公式: (其中, 为三角形的三边的长,p为半周长,即 ).海伦公式形式漂亮,便于记忆,是一个计算三角形的万能公式,但涉及到二次根式的计算,比较繁琐.
  (四)行列式法
  三、变式研究
  已知三个点可以求出三角形的面积,已知四个顶点,能否求出它们围成的四边形的面积呢?例如:在平面直角坐标系中,已知A(3,-4),B(4,-3),C(5,0),求四边形ABCO的面积.这是一个不规则的凸四边形,如何将它转化成能够计算的规则图形呢?
  法1:先框出矩形OCDE,再用矩形面积减去三个三角形的面积(如图4);
  法2:分别过A、B两点向x轴或y轴引垂线(如图5),将四边形分割成两个三角形和一个梯形;
  法3:过点B作x轴的平行线交OA于点D(如图6),将四边形分割成一个梯形和一个三角形,只要用函数方法求出点D的坐标就迎刃而解了.
  法4:连接OB(如图7),将四边形分割成两个三角形,而用前面介绍的几个公式或行列式法都能求出△OBC和△OAB的面积.
  四、拓展探索
  我们知道,一个多边形通过连接对角线就能转化成三角形.因此,只要学会了三角形面积的计算方法即可.对初学者而言,用书本提示的“补形法”更为简单易学,即用一个矩形的面积减去几个三角形的面积.
  由此可见,我们在教学中千万不要拘泥于教材而照本宣科,而应该从课本例题和习题出发,深刻挖掘其潜在功能,及时把相关的数学思想和数学方法进行渗透.只有这样,才能帮助学生突破思维障碍,培养学生的发散思维能力.
  参考文献:
  [1]义务教育数学课程标准2011年版.北京师范大学出版社,2012.01
  [2]义务教育课程标准实验教科书《数学》七年级下册.人民教育出版社,2012.11
  [3]义务教育课程标准实验教科书《数学》八年级下册.人民教育出版社,2013.12
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