高考平面几何题的一种解题策略

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  摘 要: 在新课程标准体系下,平面几何被列入高中数学选修课程,平几题成为高考必考的题型。把具体的平面几何题目的求解放在一种策略指导下进行,不失为实践新课程标准强调的、教学理念变“知识为本”为“育人为本”的好方法.这种解题策略强调把求证结论作为目标元素、问题的主要矛盾优先考虑,把已知条件作为条件元素,用事物间联系的观点分析思考,建立两者之间的联系,最终解决问题.
  关键词: 高考 平面几何题 解题策略
  在新课程标准体系下,平面几何被列入高中数学选修课程,与之对应的是它成为高考内容.下面笔者举例谈谈高考平面几何题的解题策略.
  这种解题策略是基于力求体现新课程标准强调的教育思想,即由“知识为本”向“育人为本”教学理念的转变.新课程标准在要求注重学生问题的分析与解决能力培养的基础上,强调问题的发现与提出能力的培养.
  平面几何教学内容虽然传统古老,但对学生的逻辑思维能力的训练有着特殊的作用,其作为现代教育内容,仍然具有生命力,新课程标准将其列为选学内容.然而,不能再一味采用讲究题型、强调类别方法的传统教学方法上.为了使平面几何的教学发挥培养逻辑思维、推理能力的特殊功能,要积极探索体现“育人为本”教育思想的新教学方法,努力把新课程标准的理念渗透到具体的教学环节中.把具体的平面几何题目的求解放在一种策略指导下进行,强调对题中的已知条件元素与求证目标元素运用联系的观点分析,并把目标元素放在优先考虑的地位,不失为一种值得实践的好方法.
  传统平面几何题的结构是:在已知图形下,给出若干元素具备某种条件,可称之为条件元素,再提出要论证相关元素具有某种特定的结论,可称之为目标元素.
  这种策略的具体操作是,结合图形,借助其性质,对已知元素与目标元素用事物间有相互联系的观点去分析,对目标元素用解决问题抓主要矛盾的方法去优先考虑.由因探果,思维竭力将已知元素的发散向目标元素靠拢;执果索因,思维尽力汇聚到与已知元素的关联点上;把这种发散与汇聚始终置于已知图形的大背景下,既要善于拓展其隐含条件,更要始终把目标元素置于优先考虑的联系中.在这种策略下,使学生积累思想的感悟和经验,提高素质.
  纵观几年来各地的高考题,在体现新课程标准下选学平面几何的意图中,全国卷、江苏卷具有一定的代表性.下面以2013年的试题为例作分析.
  例1:(2013,江苏卷高考题)如图,AB和BC分别与圆O相切于点D、C,AC经过圆心O,且BC=2OC,求证:AC=2AD.
  思考分析:由AB和BC分别与圆O相切于点D、C,易知∠BCA=90°,∠ADO=90°.优先考虑目标元素:AC=2AD,并企图与条件元素BC=2OC建立联系,这时就会考虑把它们放置在相应的三角形中,△ACD与△BCO或△ABC显然不妥;在目标元素引导下,会注意到AC、BC是在△ACB中,对应的自然应有△ADO.于是,因为∠ACB=∠ADO=90°,∠BAC=∠OAD,所以△ACB∽△ADO,则有=,又BC=2OC,OC=OD,得AC=2AD.
  例2:(2013,全国卷高考题)如图,CD为△ABC外接圆的切线,AB的延长线交直线CD于点D,E、F分别为弦AB与弦AC上的点,且BC·AE=DC·AF,B、E、F、C四点共圆.
  (1)证明:CA是△ABC外接圆的直径;
  (2)若DB=BE=EA,求过B、E、F、C四点的圆的面积与△ABC外接圆面积的比值.
  思考分析:(1)优先考虑目标元素:CA是△ABC外接圆的直径,则∠ABC要为直角,联系到CD为△ABC外接圆的切线,得∠DCA应该是直角,所以只要证∠ABC=∠DBC=90°.
  由已知BC·AE=DC·AF想到转化为比例式=,寻求△BDC∽△FEA,由于DC为△ABC外接圆的切线,得∠BCD=∠FAE,这样△BDC∽△FEA显然成立,就有∠DBC=∠EFA.又已知B、E、F、C四点共圆,∠EFA=∠ABC,那么∠DBC=∠EFA=∠ABC,因为∠DBC+∠ABC=180°,所以∠ABC=∠DBC=90°,结论得证.
  (2)由目标元素“求两圆面积比”可知,要求此两圆的半径(或直径)的平方比.因为∠ABC=90°,所以CE是过B、E、F、C四点的圆的直径.问题就变为求CE与AC的平方比.
  注意到DB=BE=EA=a,∠ABC=90°,得CB⊥DE,则CD=CE.又CD为△ABC外接圆的切线,CA为其直径,则∠ACD=90°.根据射影定理有:CD=DB·D=3a,CA=AB·AD=6a,所以,所求两圆面积比是1∶2.
  通过上例,我们进一步认识到这种解题策略的核心.抓住目标元素这一解决问题的关键,努力向已知元素靠拢,建立起两者的联系;对已知元素,层层剖析、包括其隐含特性,取其为目标元素服务的东西.在过程中,不时提出假设,并及时否定不适合的、肯定有用的,最终使问题得解。
  参考文献:
  [1]赵志强,顾栋明.高考平面几何问题的应对策略.高中数学教与学,2013(2).
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