一道课本变式题的探究

来源 :数学学习与研究 | 被引量 : 0次 | 上传用户:panzx777
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   在复习中我们经常会想到一个个新颖、灵活的中考试题,这些中考试题从哪里来的?它们的原型在哪里?了解一些考题的来历,对自己的教学方向也会有积极的意义.
  
  原题:[苏科版数学九年级(上册)第26页第7题(3)]如图,在正方形ABCD中,点E,F,G,H分别在BC,CD,DA,AB上,且GE⊥HF,垂足为M,那么GE与HF相等吗?
  本题在第(1),(2)题的基础上,问题条件更具有一般化.本题体现了特殊和一般之间的关系,强调了转化和运动的数学思想的应用.
  改编一 上面的题目是正方形条件下的两条互相垂直线段之间的数量关系,那么在矩形条件下,具备这样条件的两条线段又有怎样的关系呢?
  
  (中考题)如图,在矩形ABCD中,AB=a,BC=b,点E,F,G,H分别在BC,CD,DA,AB上,且GE⊥HF,垂足为M,求GEFH的值.
  引导学生求比值往往联想到相似,教师点拨后学生共同探讨分析.
  解答 作AP∥EG,交BC于点P,作DN∥HF交AB于N,则AP=EG,DN=HF.∵GE⊥HF,∴AP⊥DN,易证△ABP∽△DAN,∴APDN=ABAD=ab,∴GEFH=ab.
  改编二 精神源于动机,渗透数学探究精神必须激发学生的探究动机.在中考题的基础上,我们可以继续思考,如果这个图形是菱形,那么具备这样条件的两条线段又有怎样的关系呢?
  
  如图,菱形ABCD中,点E,F,G,H分别在BC,CD,DA,AB上,且GE⊥HF,AC=a,BD=b,那么GEFH的值与ab相等吗?
  让学生进行讨论交流,根据特殊图形矩形的解题思路能否转化为菱形中的情形,探讨后教师引导学生进行分析.
  分析 这个问题就是要说明GEFH与ACBD是否相等.如上图,我们可以过点O作MN∥GE交CB于M,交AD于N,作PQ∥HF交CD于P,交AB于Q,则有PQ=HF,MN=GE.∵∠AON=∠COM,AO=CO,∠OAN=∠OCM,∴△AON≌△COM,则ON=OM,同理可得OQ=OP,即点O分别为AC,BD,MN,PQ的中点.这个问题就转化为证明AOBO与NOQO是否相等,通常情况下,在菱形中∠OAN=∠OBQ不相等,∴△OAN与△OBQ不相似,∴NOQO≠AOBO,就有GEFH≠ACBD,因此GEFH的值与ab不相等.
  提出问题 如果将菱形再转化为平行四边形,情况又怎样呢?
  在教学中,通过造成与原有认知结构之间的不和谐,产生悬念,引起学生兴趣,前面我们是将特殊图形进行变化,根据特殊图形的性质从而解决问题的,如果我们将条件进行以下的变化,又怎样解决呢?
  改编三 如图,如果在正方形ABCD中,把条件中的“GE⊥HF”改为“GE与HF的夹角是45°”,并假设正方形的边长为1,FH的长为52,试求EG的长度.
  
  引导学生回顾正方形中典型的旋转问题,教师适当提醒学生后,采取分组讨论后再教师进行评讲.
  分析 过点A作AM∥HF交BC于点M,过点A作AN∥EG交DC于点N.∵AB=1,AM=FH=52,∴在Rt△ABM中,BM=12,将Rt△AND绕点A旋转到△APB,易知P,B,M三点共线.∵GE与HF的夹角是45°,∴∠MAN=45°,∴∠DAN+∠MAB=45°,即∠PAM=∠MAN=45°,∴△APM≌△ANM,∴PM=NM.设DN=x,则NC=1-x,MN=x+12,在Rt△CMN中,x+122=14+(1-x)2,得x=13,∴AN=EG=1+x2=103.
  本题考查的知识点有平移、旋转、勾股定理、全等、相似及特殊四边形的性质等.
  这三条改编题都是由教材中的特殊“正方形”到“矩形”,再到“菱形”,由GE⊥HF到交角为45°的位置,由“全等”过渡到“相似”,体现了由特殊到一般之间的关系,强调了转化的数学思想的应用.
  本题的创新之处,是在中考题由特殊“正方形”到“矩形”的条件下,将“矩形”改为“菱形”,并将“垂直”改为“交角45°”,求EG的长度,比较新颖,同时又转化成正方形中的旋转问题,给我们一种似曾相识的感觉.
  一题多变,将原命题进一步延伸、拓展成新命题.培养学生的转向机智及思维的应变性,实现提高发散思维的变通性.通过变换条件等手段,使习题变为更有价值、有新意的新问题,从而应用更多的知识来解决问题,获得“一题多练”“一题多得”的效果.
  
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