【摘要】在數(shù)學(xué)教學(xué)中,要注意把握軸對稱在解題中的妙用,它能夠使問題化繁為簡,使我們的思路豁然開朗。
【關(guān)鍵詞】軸對稱 解題 妙用
【中圖分類號】G633.6 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A 【文章編號】2095-3089(2017)10-0119-02
軸對稱的圖案,外在美體現(xiàn)在整齊、美觀,內(nèi)在美體現(xiàn)在性質(zhì)的間接、實(shí)用,尤其是關(guān)于最值作圖、求多角和、構(gòu)造全等形、解三角形、尋找符合條件的圖形個數(shù)等問題,面對條件散、隱含條件深的難題,如果運(yùn)用軸對稱的觀點(diǎn)去觀察、尋找、構(gòu)造,可以使我們的思路豁然開朗,現(xiàn)舉例說明如下:
一、作對稱點(diǎn),求最小值
問題1.如圖已知:∠AOB=30°,點(diǎn)C是∠AOB內(nèi)部一點(diǎn),OC=4cm,(1)請?jiān)贠A邊上找一點(diǎn)G、在OB邊上找一點(diǎn)H,連接CG、CH,使得△CGH的周長最小,并求其最小值。
解析:要使△CGH的周長最小,考慮作點(diǎn)C關(guān)于OA的對稱點(diǎn)D、點(diǎn)C關(guān)于OB的對稱點(diǎn)E、連接DE,分別交OA、OB于點(diǎn)G、H,連接CG、CH,則△CGH的周長最小。
因?yàn)辄c(diǎn)C、點(diǎn)D關(guān)于OA對稱,所以O(shè)A垂直平分CD,因此想到連接OD,得到OC=OD、CG=DG、∠COG=∠DOG,同理,連接OE,得到OC=OE,CH=EH、∠COH=∠EOH,結(jié)合條件∠AOB=30°,OC=4cm,容易證明△DOE是等邊三角形,邊長為4cm,因此△CGH的周長=CG+GH+CH=DG+GH+HE=DE=4cm。
說明:關(guān)于最小值的計(jì)算或作圖問題,常運(yùn)用軸對稱的觀點(diǎn)尋找或者作已知點(diǎn)關(guān)于某直線的對稱點(diǎn),用軸對稱的性質(zhì),使問題獲解。
二、找對稱角,求多角和
問題2.已知4×4正方形網(wǎng)格中,各角如圖所示,求:∠1+∠2+∠3+∠4+∠5+∠6的度數(shù)。
解析:在如圖所示的正方形圖案中,根據(jù)軸對稱性質(zhì),得到:∠4=∠7、∠5=∠8、∠6=∠9,因此,∠1+∠2+∠3+∠4+∠5+∠6=∠1+∠2+∠3+∠7+∠8+∠9=3×90°=270°
說明:在成軸對稱的圖案中,利用軸對稱性質(zhì)可以得到很多相等的量,對于解決問題大有幫助。
三、找對稱點(diǎn),造全等形
問題3.如圖已知點(diǎn)O是△ABC內(nèi)部一點(diǎn),點(diǎn)O關(guān)于三邊AB、BC、CA的對稱點(diǎn)分別是D、E、F三點(diǎn),求∠D+∠E+∠F的度數(shù)。
解析:要求∠D+∠E+∠F的度數(shù),考慮到三個角比較分散,因此想到通過尋找等角將三個角集中,因?yàn)辄c(diǎn)O關(guān)于三邊AB、BC、CA的對稱點(diǎn)分別是D、E、F三點(diǎn),想到連接OA、OB、OC,由對稱性知:△OAB≌△DAB、△OBC≌△EBC、△OAC≌△FAC、于是∠D=∠AOB、∠E=∠BOC、∠F=∠AOC,所以∠D+∠E+∠F=∠AOB+∠BOC+∠AOC=360°.
說明:如果題目中的已知條件或結(jié)論中的量比較分散,且有對稱點(diǎn)這一條件時,常利用軸對稱構(gòu)造全等形,從而將分散的條件或結(jié)論加以集中,讓隱含的條件暴露出來,從而順利解決問題。
四、用軸對稱,解三角形
問題4.小王站在河岸邊B觀看空中一個氣球C的仰角是45°,觀看它在水中的像D的俯角是60°,如果小王的眼睛A到水平面的距離AB是1.6 m,求氣球距離水平面的高度。(精確到0.1m)
解析:要求氣球距離水平面的高度,需解直角三角形,因此,作AE⊥CD,垂足是點(diǎn)E,作BF⊥CD于點(diǎn)F,得到EF=AB=1.6m,根據(jù)平面鏡成像的軸對稱性質(zhì),可以發(fā)現(xiàn)題目中隱含的等量關(guān)系有:
說明:有關(guān)平面鏡成像問題,要考慮軸對稱的性質(zhì),得到相等的線段或相等的角這些隱含的等量關(guān)系。
五、用對稱性,找適合條件點(diǎn)的個數(shù)
問題5.如圖已知正方形ABCD,在正方形內(nèi)確定一點(diǎn),使得這一點(diǎn)與正方形的四個頂點(diǎn)相連,得到的四個三角形都是等腰三角形,像這樣的點(diǎn)有幾個?
解析:因?yàn)檎叫渭仁禽S對稱圖形又是中心對稱圖形,容易發(fā)現(xiàn)兩條對角線的交點(diǎn)O符合題目的條件;另外當(dāng)AD是等腰三角形的底時,符合條件的點(diǎn)必在AD邊的垂直平分線上,當(dāng)△BCE是等邊三角形時,則△ADE、△ABE、△CDE均為等腰三角形,這樣容易找到符合條件的點(diǎn)E.根據(jù)對稱性能迅速找出點(diǎn)F、G、H都符合該題條件,所以在正方形內(nèi)部符合條件的點(diǎn)共有5個。
說明:如果在軸對稱圖形中確定符合某條件的點(diǎn)時,常根據(jù)圖形的對稱性使問題迅速得到解決。
作者簡介:
劉長良(1962.9-),男,山東省蒙陰縣垛莊鎮(zhèn)人,畢業(yè)于臨沂師專數(shù)學(xué)教育專業(yè),本科學(xué)歷,中學(xué)副高級教師。