實(shí)踐操作型問題主要包括剪紙、折疊、展開、拼圖、旋轉(zhuǎn)等,它既能考查同學(xué)們的動手能力,又能考查空間想象能力.同學(xué)們在解答這類題目時,如果找不到合適的方法,就不能順利解題,下面對這一類型的題目進(jìn)行分類解析.
一、 折疊問題
折疊中蘊(yùn)含著豐富的數(shù)學(xué)知識,將折疊后的圖形再展開,則所得的整個圖形應(yīng)該是軸對稱圖形.在求解特殊四邊形的翻折問題時,應(yīng)注意圖形在變換前后其形狀、大小都不會發(fā)生變化,折痕是它們的對稱軸.
【典型例題】
如圖1所示,將矩形紙片先沿虛線AB按箭頭方向向右對折,接著將對折后的紙片沿虛線CD向下對折,然后剪下一個小三角形,再將紙片打開,則打開后的展開圖是
分析:嚴(yán)格按照圖中的方法親自動手操作,展開圖即可很直觀地呈現(xiàn)出來.也可仔細(xì)觀察圖形的特點(diǎn),利用對稱性用排除法求解.
解答:∵第三個圖形是三角形,
∴將第三個圖形展開,可得 ,即可排除答案A.
∵再展開可知兩個短邊正對著,
∴選擇答案D,排除B與C.
二、 旋轉(zhuǎn)問題
旋轉(zhuǎn)角是旋轉(zhuǎn)問題的中心詞,解答旋轉(zhuǎn)問題的關(guān)鍵是要抓住旋轉(zhuǎn)角,根據(jù)圖形旋轉(zhuǎn)的方向和旋轉(zhuǎn)角的大小繪制旋轉(zhuǎn)后的圖形,旋轉(zhuǎn)前后的對應(yīng)點(diǎn)與旋轉(zhuǎn)中心的連線所形成的角都是旋轉(zhuǎn)角,且對應(yīng)點(diǎn)到旋轉(zhuǎn)中心的距離相等;旋轉(zhuǎn)前后的圖形全等.在解旋轉(zhuǎn)問題時,一定要抓住圖形旋轉(zhuǎn)的性質(zhì).
【典型例題】
如圖2,在Rt△ABC中,∠C=90°,AC=1,BC=,點(diǎn)O為Rt△ABC內(nèi)一點(diǎn),連接AO、BO、CO,且∠AOC=∠COB=BOA=120°,按下列要求畫圖(保留畫圖痕跡):以點(diǎn)B為旋轉(zhuǎn)中心,將△AOB繞點(diǎn)B順時針方向旋轉(zhuǎn)60°,得到△A′O′B(得到A、O的對應(yīng)點(diǎn)分別為點(diǎn)A′、O′),并回答下列問題:∠ABC= ,∠A′BC=
分析:本題考查了利用旋轉(zhuǎn)變換作圖、旋轉(zhuǎn)變換的性質(zhì)、直角三角形30°角所對的直角邊等于斜邊的一半的性質(zhì)、勾股定理、等邊三角形的判定與性質(zhì)等,綜合性較強(qiáng).最后一問求出C、O、A′、O′四點(diǎn)共線是解題的關(guān)鍵.
解:作圖3如下:
∵∠C=90°,AC=1,BC=,
∴tan∠ABC===,
∴∠ABC=30°,
∵△AOB繞點(diǎn)B順時針方向旋轉(zhuǎn)60°,
∴∠A′BC=∠ABC+60°=30°+60°=90°,
∵∠C=90°,AC=1,∠ABC=30°,
∴AB=2AC=2,
∵△AOB繞點(diǎn)B沿順時針方向旋轉(zhuǎn)60°,得到△A′O′B,
∴A′B=AB=2,BO=BO′,A′O′=AO,
∴△BOO′是等邊三角形,
∴BO=OO′,∠BOO′=∠BO′O=60°,
∵∠AOC=∠COB=BOA=120°,
∴∠COB+∠BOO′=∠BO′A′+∠BO′O= 120°+60°=180°,
∴C、O、A′、O′四點(diǎn)共線,
在Rt△A′BC中,A′C===,
∴OA+OB+OC=A′O′+OO′+OC=A′C=.
三、 分割問題
首先由試題中的一個已知圖形,針對題目要求解決的問題,利用所學(xué)的定理、性質(zhì)、基本作圖等對圖形進(jìn)行適當(dāng)?shù)姆指?比較原圖形與分割后圖形在邊、角、面積等方面的變化.這是解圖形分割問題的著眼點(diǎn).
【典型例題】
如圖4,在△ABC中,∠B=∠C=30°.請你用兩種不同的分法,將△ABC分割成四個小三角形,使得其中的兩個是全等三角形,而另外兩個是相似但不全等的直角三角形.請畫出分割線段,并在兩個全等三角形中標(biāo)出一對相等的內(nèi)角的度數(shù)(畫圖工具不限,不要求證明,不要求寫出畫法).
分析:在分割的過程中,需注意兩個相似三角形中必須為有一個角是30°的直角三角形,兩個全等三角形不一定是直角三角形.
四、 剪拼問題
圖形的剪拼是典型的實(shí)踐操作題,解答此類問題一般可采取如下步驟:①固定一部分不動,變換另一部分;②找相等的邊重合;③將其中變動的一部分經(jīng)平移旋轉(zhuǎn)或軸對稱的圖形變換,剪拼成其它形狀的圖形.在剪拼的過程中,新圖形與原圖形的面積一般保持不變.
【典型例題】
如圖7,現(xiàn)有一張長40厘米、寬20厘米的長方形鐵皮,請你用它做一只深5厘米的長方體無蓋鐵皮盒(焊接處及鐵皮的厚度不計,容積越大越好),你做出鐵皮盒的容積是多少立方厘米?
分析:要做這樣的鐵皮盒,有以下三種方法,分別計算出其容積,即可比較出哪個鐵盒的容積最大;方法一:將4個角分別剪去1個邊長為5厘米的正方形,如右圖8所示;方法二:將長方形的兩個角分別剪去1個邊長為5厘米的正方形,再將剪下的正方形焊接在右邊,如圖9所示;方法三:從長方形的寬的兩端分別剪去寬為5厘米、長為20厘米的1個長方形,再分別焊接在另外兩邊,如圖10所示.
解:如圖,可有如下三種情況,比較后可知:
方法一:V=30×10×5=300×5=1500(立方厘米);
方法二:V=35×10×5=350×5=1750(立方厘米);
方法三:V=(40-10-10)×20×5=20×20×5=400×5=2000(立方厘米);
∴用方法三做的鐵皮盒的容積最大.
答:做出鐵皮盒容積最大是2000立方厘米.
五、 平移問題
在平面內(nèi),將一個圖形沿著某個方向移動一定的距離,這樣的圖形運(yùn)動叫做平移.經(jīng)過平移,將對應(yīng)點(diǎn)所連的線段平行且相等,對應(yīng)線段平行且相等,對應(yīng)角相等,所以平移前后圖形全等.這一性質(zhì)在解題中常常會用到.
【典型例題】
如圖11,在菱形ABCD中,對角線AC和BD的長分別為8和6,將BD沿CB方向平移,使D與A重合,B與CB延長線上的E點(diǎn)重合,求陰影部分的面積.
分析:本題雖有動態(tài)條件,但因菱形是確定的,所以陰影部分的形狀、大小是確定的.若整體求之,需知其形狀到底是哪類四邊形.
解:由平移知,AE∥BD,AD∥EB,
且AE=BD=6,
∵AC⊥BD,
∴AD=BC===5,
又∵AE∥BD,
∴陰影部分實(shí)際上是一個直角梯形,
∴陰影AEBO的面積S=×(3+6)×4=18;
六、 綜合實(shí)踐問題
這類題型綜合了平移、旋轉(zhuǎn)、翻折等內(nèi)容.在解答這類試題時,我們要運(yùn)用圖形的平移變換、翻折變換和旋轉(zhuǎn)變換、位似變換的性質(zhì)特點(diǎn),去觀察、分析、概括問題的實(shí)質(zhì),進(jìn)而將之轉(zhuǎn)化為我們所熟悉的數(shù)學(xué)問題進(jìn)行解答.
【典型例題】
如圖12,小明將一張矩形紙片沿對角線剪開,得到兩張三角形紙片(如圖13),量得其斜邊長為10cm,較小銳角為30°,再將這兩張三角紙片擺成如圖14的形狀,但點(diǎn)B、C、F、D在同一條直線上,且點(diǎn)C與點(diǎn)F重合(在圖14至圖17中統(tǒng)一用F表示).
小明在對這兩張三角形紙片進(jìn)行如下操作時遇到了三個問題,請你幫助解決.
(1)將圖14中的△ABF沿BD向右平移到圖15的位置,使點(diǎn)B與點(diǎn)F 重合,請你求出平移的距離;
(2)將圖14中的△ABF繞點(diǎn)F沿順時針方向旋轉(zhuǎn)30°到圖16的位置,A1F交DE于點(diǎn)G,請你求出線段FG的長度;
(3)將圖14中的△ABF沿直線AF翻折到圖17的位置,AB1交DE于點(diǎn)H,請證明:AH=DH.
解:(1)圖形平移的距離就是線段BC的長,
又∵在Rt△ABC中,斜邊長為10cm,∠BAC=30,∴BC=5cm,
∴平移的距離為5cm.
(2)∵∠A1FA=30°,∴∠GFD=60°,
∠D=30°,∴∠FGD=90°.
在Rt△EFD中,ED=10 cm,F(xiàn)D=5,
∴FG=cm.
(3)在△AHE與△DHB1中,
∵∠FAB1=∠EDF=30°,
∵FD=FA,∴EF=FB=FB1,
∴FD-FB1=FA-FE,即AE=DB1.
又∵∠AHE=∠DHB1,
∴△AHE≌△DHB1(AAS),∴AH=DH.