封面 捆綁在我們生活中經(jīng)常見到,比如我們現(xiàn)在的很多支付方式,一些商家辦的會(huì)員卡積分,一些APP和手機(jī)綁定等等,數(shù)不勝數(shù),在我們數(shù)學(xué)中捆綁也是常見的現(xiàn)象。 我們來看一道小學(xué)就學(xué)的計(jì)算題:(7-4)×5,有乘有減為什么先算減法?因?yàn)?和4捆綁了。 接下來看看捆綁在解題中的妙用。 1: 1 第一空比較簡單,我們不作研究,重點(diǎn)在第二空,你怎么看?找規(guī)律當(dāng)然是通法,計(jì)算量有些大。 接下來我們換一個(gè)角度思考。?AB1C1可看作?ABC關(guān)于點(diǎn)A作位似變換,下面將?ABC與內(nèi)接正方形捆綁,那么兩個(gè)正方形其實(shí)也是作位似變換,且相似比與三角形一致。三角形的相似比是底邊B1C1:BC,而正方形的相似比是邊長B2C2:B1C1,而這個(gè)比恰恰又是下一對(duì)三角形的底邊之比,換而言之,相鄰兩正方形的相似比為定值。接下來BnCn便能呼之欲出了。 小結(jié):將三角形與其內(nèi)接正方形捆綁,找共性。 2: 2 這道題的解析也是不斷計(jì)算各個(gè)面積,找規(guī)律。其實(shí)容易發(fā)現(xiàn)相鄰兩個(gè)正方形的比值是定值。現(xiàn)在將陰影部分與正方形捆綁,那么陰影部分的相似比也是這個(gè)定值。等比數(shù)列已知首項(xiàng)和公比就能表示通項(xiàng)。 例1: 例1 嘉興這幾年連續(xù)在填空壓軸位置放路徑問題,就如重慶喜歡正方形,天津喜歡作圖,哈爾濱喜歡圓壓軸,可惜今年嘉興中考放棄了這個(gè)堅(jiān)持。 第一題確定性分析:∠HBC定,∠BCH定,BC定,則?BCH定,BH可求。接下來解三角形即可。 本道題第二空的難點(diǎn)在于對(duì)點(diǎn)H運(yùn)動(dòng)路徑的判斷,這甚至讓很多老師無從下手,我還是看到許多老師最后借助幾何畫板……有一點(diǎn)很清楚,學(xué)生考試是不能用幾何畫板的。 網(wǎng)上還有一些解法,以構(gòu)造為主,或許講了學(xué)生能懂,再做還是困難重重的。 我的想法是怎樣思考比較自然?即使要用輔助線也是自然生成。我在群里發(fā)過一次解法,當(dāng)時(shí)也有老師問起怎么想到的,所以趁這個(gè)機(jī)會(huì)和大家一起交流。 首先確定性分析。這個(gè)意識(shí)老師和學(xué)生都要有,任何幾何動(dòng)態(tài)問題首先要進(jìn) 行確定性分析。點(diǎn)H是AB和DF的交點(diǎn),AB定,DF動(dòng)。于是目光就要轉(zhuǎn)向DF, 顯然DF繞點(diǎn)G做逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)。那么它的運(yùn)動(dòng)有著怎樣的規(guī)律? 對(duì)于一條直線的定位一般有兩種方法:(1)兩點(diǎn)法;(2)點(diǎn)角法 這里用點(diǎn)角法很容易作出下面的圖形: 接下來將DF與圓G捆綁,則DF為弧MN上的動(dòng)切線。還有一個(gè)細(xì)節(jié),考慮兩點(diǎn)法,點(diǎn)F的對(duì)應(yīng)點(diǎn)F’必定落在AB上,這是一個(gè)特殊位置應(yīng)當(dāng)關(guān)注。 再來看整張圖: H是AB和DF的交點(diǎn),DF為弧MN上的動(dòng)切線, 關(guān)鍵點(diǎn)1:初始狀態(tài),DF與圓的切點(diǎn)為M,此時(shí)AB和DF的交點(diǎn)為H1 關(guān)鍵點(diǎn)2:DF繞點(diǎn)G旋轉(zhuǎn),交點(diǎn)H向AB方向移動(dòng),逐步達(dá)到圓與AB的交點(diǎn)H2 關(guān)鍵點(diǎn)3:DF繼續(xù)繞點(diǎn)G旋轉(zhuǎn),交點(diǎn)H向BA方向移動(dòng),終止?fàn)顟B(tài),DF與圓的切點(diǎn)為N,此時(shí)AB和DF的交點(diǎn)為H3,即H由H1(CD與AB的交點(diǎn))到H2(⊙G與AB的交點(diǎn))再到H3(點(diǎn)N處切線與AB的交點(diǎn)),大家看,H的路徑非常自然地“現(xiàn)行”了。接下來只需解三角形就能解決 回顧一下剛才的想法,捆綁是手段,而核心是圖形的確定性。 于特也說過“幾何構(gòu)造很美妙,幾何構(gòu)造傷不起”,學(xué)生不易掌握。上述所用的方法從確定性入手,思維過程比較自然,當(dāng)然關(guān)鍵還是在于教師平時(shí)課堂有沒有引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行確定性分析,而不是某一道題目突然拋出。 上題可以稱為直線型來回路徑 例 第一空比較簡單,當(dāng)時(shí)的設(shè)計(jì)也是為第二空做鋪墊。手拉手模型易得?ABD~?ACE,則有∠BPC=30° 第一空更為重要的是帶來了點(diǎn)P的軌跡這一“戰(zhàn)利品”:以AC中點(diǎn)O為圓心3為半徑的圓。 第二空還是先確定性分析。點(diǎn)P如何產(chǎn)生?BD和CE的交點(diǎn),但是這兩條線都在動(dòng),怎么辦? 第一題帶來了春天,P亦可看作BD和圓O的交點(diǎn),BD動(dòng),圓O定,接下來研究BD。 B是定點(diǎn),D是動(dòng)點(diǎn),D怎么動(dòng)?D在以A為圓心AD為半徑的定圓上運(yùn)動(dòng)!于是將BD與圓A捆綁,BD是圓A的動(dòng)割線(或切線) 關(guān)鍵點(diǎn)1:P從A(起點(diǎn))出發(fā),按順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn) 關(guān)鍵點(diǎn)2:當(dāng)BD與圓A相切(右)時(shí),P達(dá)到第一個(gè)極端位置P1 關(guān)鍵點(diǎn)3:P從P1按逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn),當(dāng)BD與圓A相切(左)時(shí),P達(dá)到第二個(gè)極端位置P2 關(guān)鍵點(diǎn)4:P從P2按順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn),回到點(diǎn)A(終點(diǎn)) 計(jì)算就容易了,易得∠ABP1=30°,L=4π. 本道題的命題意圖當(dāng)時(shí)也寫了一下,和大家分享: 本題以特殊三角形中位線為背景,似曾相識(shí),由易到難,要求學(xué)生經(jīng)歷分析、猜想、探究、證明、計(jì)算等過程,對(duì)學(xué)生的幾何思維能力要求較高.題目融合圖形旋轉(zhuǎn)、直角三角形、中位線、相似三角形、圓、三角函數(shù)等初中幾何領(lǐng)域核心知識(shí),考查了學(xué)生綜合運(yùn)用知識(shí)、作圖探究、分析問題、簡化問題的能力。 下面再來一道2017浙江地區(qū)的壓軸解答題,這道題十分漂亮,大家先看看,今天解決的是第(3)小問: 例 下面來探討第(3)問的解法。這個(gè)問題首先會(huì)涉及兩處分類:(1)點(diǎn)P在CD,AD,AB三個(gè)位置;(2)M的對(duì)應(yīng)點(diǎn)M’可以落在x軸與y軸上。 情況一:當(dāng)P在CD上時(shí),先定性分析:若M’落在y軸上,四邊形M’GMP必為正方形,PM=6,GM<6,這里用“邊”很容易判斷是不可能的。 而落在x軸上直觀判斷是可行的。如果可行點(diǎn)M如何定位? 接下來確定性分析。G是定點(diǎn),P、M是動(dòng)點(diǎn),那么M運(yùn)動(dòng)有何規(guī)律? 不難發(fā)現(xiàn)M的對(duì)應(yīng)點(diǎn)M’落在x軸上,它的軌跡是一條直線,于是將M’與x軸捆綁,翻折回來得到點(diǎn)M的軌跡必然也是直線。于特喜歡把它稱作“反手勾拳”。 下面我們來探討如何定位這條直線 很顯然點(diǎn)M所在的直線是把x軸作關(guān)于PG的軸對(duì)稱變換得到,但是PG的定位有一定的難度,況且問題本身就是要求P的坐標(biāo),憑直覺不是明智之舉。那怎么辦? 乾坤大挪移。思維轉(zhuǎn)化。 點(diǎn)P不定,但點(diǎn)G是定點(diǎn)。于是我們不妨將直線看作是由x軸繞點(diǎn)G順時(shí)針旋轉(zhuǎn)2∠OGP的度數(shù)得到。把軸對(duì)稱轉(zhuǎn)化為旋轉(zhuǎn),其效果是等價(jià)的。而我們只需要解決∠OGP的度數(shù)便能順利對(duì)直線定位。 所以我們就研究其中一個(gè)圖形即可: 下面介紹幾種方法: 方法1 方法2 方法3 方法4 情況二:當(dāng)P在AD上時(shí),kPG=kAD=-2,四邊形M’GMP不可能為正方形,故M’不可能落在y軸上。之前的情況用邊來判斷是否為正方形,這里用的是角,比較方便,而上一種情況用邊來判斷,題目很美妙。 繼續(xù)分析,當(dāng)P在GA上時(shí)顯然M’不可能落在x軸上,而當(dāng)P在DG上時(shí)有可能使M’落在x軸上. 接下來的思考方式仍與之前一樣,仍然可以確定性分析,即用旋轉(zhuǎn)來代替軸對(duì)稱。這種情況的數(shù)據(jù)也很有意思,tan∠M'PG=tan∠MPG=1/2.熟悉12345的話直接口算了。 前面提到的四種方法都可以用,相對(duì)來說對(duì)角互補(bǔ)比較易算。 情況三:當(dāng)P在AB上時(shí),顯然M’不可能落在x軸上,有可能使M’落在y軸上.易得四邊形M’GMP是正方形,此時(shí)P(2,-4) 下面是最后一道題: 例 我們著重研究第(3)題,這一小題當(dāng)時(shí)的評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)如下: 評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)里的答案非常簡化,以致于這道題的得分率是比較高的。在很多學(xué)生都能做對(duì)的情況下,我有兩個(gè)疑惑: (1)當(dāng)E在直線AC上移動(dòng)時(shí),BE:EF的比值是否改變? (2)對(duì)稱點(diǎn)E’的個(gè)數(shù)為何只有一個(gè)? 學(xué)生雖然做對(duì)了,但是這兩個(gè)疑惑,尤其是第二個(gè),學(xué)生真的明白? 下面由我的一位學(xué)生來回答這兩個(gè)問題,當(dāng)時(shí)我在課堂點(diǎn)出了疑惑,學(xué)生當(dāng)場解決(這位學(xué)生二??剂藵M分,被嘉興最頂尖的高中提前錄取),下面我把學(xué)生的解釋還原。 解答一:當(dāng)E在直線AC上移動(dòng)時(shí),BE:EF的比值是否改變? 解答二:對(duì)稱點(diǎn)E’的個(gè)數(shù)為何只有一個(gè)? 將E’與對(duì)稱軸捆綁,點(diǎn)E是由點(diǎn)E’繞點(diǎn)B順時(shí)針旋轉(zhuǎn)正切值為24/7的角度(∠MBN)得到,將對(duì)稱軸繞點(diǎn)B順時(shí)針旋轉(zhuǎn)正切值為24/7的角度得到直線 ,則點(diǎn)E必在直線L上.而點(diǎn)E又在直線AC上,故點(diǎn)E唯一確定. 這里的24/7是這么得到的(矩形大法): 這兩個(gè)半倍角組合很美妙: 命題老師看到這個(gè)數(shù)據(jù)一定會(huì)有所聯(lián)想 最后這個(gè)問題的解決并不難。只需構(gòu)造K型圖即可。 但是答案背后隱藏的東西卻值得深思。 這種類型的翻折問題近幾年似乎比較流行,2018年深圳的壓軸解答題也考了類似的問題,最后兩問都可以用捆綁解決,如果再配合12345、矩形大法、增量巧設(shè)這些絕招就可以“一路順風(fēng)”了。有興趣的老師可以去做做。 |
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