摘?要:勾股定理作為最基本的幾何定理,不僅是初中生必學(xué)的學(xué)習(xí)知識,同時也是中考的考點之一,它不僅揭示了直角三角形中三邊的數(shù)量關(guān)系,同時也幫助學(xué)生得到了思維能力的提升。為此,本文主要從教材、學(xué)情、過程、方法等內(nèi)容對勾股定理進(jìn)行數(shù)學(xué)探究分析,通過對學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的激發(fā)、強化學(xué)生的數(shù)學(xué)思想,從而提高學(xué)生的數(shù)學(xué)能力。
關(guān)鍵詞:中考;數(shù)學(xué)解題;勾股定理
一、 《勾股定理》教學(xué)分析
(一) 合作交流
為充分提高學(xué)生的課堂參與性,我們可以讓每一個同學(xué)在紙上畫一個任意的直角三角形,然后讓學(xué)生進(jìn)行三條邊的測量,從而計算三邊長的平方,讓學(xué)生猜一猜他們?nèi)齻€之間的數(shù)量關(guān)系,隨后讓小組選擇一名優(yōu)秀代表以課堂老師的身份進(jìn)行這一知識內(nèi)容的講解,這樣既可以落實學(xué)生的課堂主體地位,同時也可以實現(xiàn)相互促進(jìn)、共同發(fā)展的教學(xué)局面。
(二) 情境創(chuàng)設(shè)
對于初中的教育教學(xué)而言,除了讓學(xué)生掌握牢固的數(shù)學(xué)知識外,還要讓學(xué)生得到數(shù)學(xué)實踐能力的培養(yǎng),為此,在進(jìn)行勾股定理這樣一節(jié)數(shù)學(xué)教學(xué)時,我們可以為學(xué)生提供剪刀、紙板等道具,讓學(xué)生利用四個三角形進(jìn)行一個正方形的搭建,在數(shù)學(xué)建模中讓學(xué)生進(jìn)行勾股定理的猜想驗證,從而培養(yǎng)學(xué)生的自主探究能力。
二、 《勾股定理》解題策略
(一) 深化教材,選擇解析
勾股定理對于中考而言,一方面來源于選擇題、填空題,另一方面則是應(yīng)用題的證明,我們可以從以下幾方面進(jìn)行分析總結(jié):
1. 在一張直角三角形的紙片中,兩直角邊AC=6cm,BC=8cm。現(xiàn)在將△ABC折疊,使得點B與點A重合,折痕為DE,則BE的長為(??)
A. 4cmB. 5cmC. 6cmD. 10cm
分析:由于兩直角邊AC=6cm,BC=8cm,我們可以得出AB=10cm,將△ABC折疊,使得點B與點A重合,我們可以知道BE=AE=5cm,所以選擇B,利用軸對稱知識內(nèi)容進(jìn)行這一勾股定理數(shù)學(xué)知識的解決,在分析中鍛煉學(xué)生的思維能力。那么,在進(jìn)行這一問題的解決時,我們可以充分利用實踐操作,讓學(xué)生通過動手進(jìn)行數(shù)學(xué)實踐能力的提升,從而深化學(xué)生的理解程度。
2. 在Rt△ABC中,∠A=90°,BD平分∠ABC,交AC于點D并且AB=4,BD=5,則點D到BC的距離為(??)
A. 5B. 3C. 4D. 9
分析:在Rt△ABC中,我們可以根據(jù)勾股定理得:DA=BD2-AB2=52-42=3,又因為D為∠ABC的角平分線上的點,它到BA,BC邊的距離相等,所以我們可以知道點D到BC的距離等于DA之長為3,通過利用角平分線這一定理內(nèi)容使得這一數(shù)學(xué)勾股問題得以解決,在數(shù)學(xué)知識點融合中活化學(xué)生的思維建設(shè)。為此,我們可以通過數(shù)與形的結(jié)合培養(yǎng)學(xué)生的分析能力,在數(shù)學(xué)建模中活化學(xué)生的思維建設(shè)。
(二) 證明判定
1. 利用勾股定理求解線段問題
對于初中勾股定理這一數(shù)學(xué)內(nèi)容的學(xué)習(xí)而言,“線段求長”這一問題可以說是最常見的一種形式,不論是在選擇還是填空都會有所涉及,那么對這一種問題而言,倘若沿用傳統(tǒng)的方式不僅會增大解題難度,同時也會降低學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,而勾股定理就不同了,它可以有效將這一問題進(jìn)行轉(zhuǎn)化,在直觀化的展示中通過觀察分析使得這一問題得以解決。如在三角形ABC中,已知∠ABC=90°,AB=BC,三角形的三個頂點分別位于相互平行的三條直線l1、l2、l3上,并且l1與l2之間的距離為2,l2與l3之間的距離為3,求AC的長度。
解題分析:我們可以過點A作l3的垂線交l3于點D,然后再過點C作l3的垂線交l3于點E,由已知條件,我們可以得出∠ABC=90°,AB=BC這一數(shù)學(xué)知識點,從而我們可以知道Rt△ABD與Rt△BCE全等,所以AD=BE=3,DB=CE=5;進(jìn)而得出AB2=BC2=32+52=34,在直角三角形ABC中,AC2=AB2+BC2=68,所以AC=217。在這一數(shù)學(xué)應(yīng)用中,對于求解線段長度這一問題而言,它的運用不僅可以簡化解題思路,同時也大大提高了學(xué)生的思維建設(shè)。
2. 利用勾股定理求解面積問題
在中考中面對勾股定理這一數(shù)學(xué)考點,我們會發(fā)現(xiàn)它的出現(xiàn)通常是以綜合性的形式展示在我們的面前,不僅會涉及四邊形、全等三角形,同時也會涉及角等綜合性數(shù)學(xué)知識,對于面積的證明題而言,出現(xiàn)在中考壓軸的概率非常大,就好比這一常見的問題分析:
在三角形ABC中,∠BAC=45°,AD⊥BC于點D,現(xiàn)在將三角形ABD沿著AB所在的直線進(jìn)行折疊,使得點D落在點E處,將三角形ACD沿著AC所在的直線折疊,使得點D落在點F處,分別延長EB、FC交于點M,求:
(1)判斷四邊形AEMF的形狀,并給予證明。
(2)若BD=1,CD=2,試著求四邊形AEMF的面積。
解題分析:通過折疊的操作,我們可以發(fā)現(xiàn)一些相等的量和變化的量,從而可以借助背景中的角度構(gòu)建出直角及相等的邊,進(jìn)而發(fā)現(xiàn)四邊形的形狀,通過直角三角形的勾股定理求解邊長,從而得出面積。如:
解1:因為AD⊥BC,而△AEB是由△ADB折疊所得,所以∠BAD=∠EAB,∠E=∠ADB=90°,BE=BD,AE=AD,又因為△AFC是由△ADC折疊所得,所以∠DAC=∠FAC,∠F=∠ADC=90°,F(xiàn)C=CD,AF=AD,所以AE=AF,又因為∠BAD+∠DAC=45°,所以∠EAB+∠FAC=45°,所以∠EAF=90°,由此可以得出,四邊形AEMF為正方形。
解2:設(shè)正方形AEMF的邊長為x,依據(jù)題意知:BE=BD,CF=CD
所以BM=x-1;CM=x-2
在Rt△BMC中,由勾股定理得出:BC2=CM2+BM2
所以(x-1)2+(x-2)2=9,x2-3x-2=0
解之得:x1=3+172?x2=3-172(舍去)
所以S正方形AEMF=3+1722=13+3172
3. 利用勾股定理求解角度問題
在初中數(shù)學(xué)當(dāng)中,求角問題是勾股定理問題解決的常見現(xiàn)象,如何讓學(xué)生掌握這一知識內(nèi)容,夯實學(xué)生對勾股定理這一數(shù)學(xué)知識的掌握,我們可以通過分析求角這一種題型,加深學(xué)生的數(shù)學(xué)理解能力。如:在等邊三角形ABC中,有一點P,已知PA、PB、PC分別等于3、4、5,試問∠APB等于多少度?
解題分析:對于這一問題,我們可以先把三角形APC繞著點A做旋轉(zhuǎn),從而旋轉(zhuǎn)至三角形ABQ,讓AB和AC能夠重合,此時,我們可以發(fā)現(xiàn)AP=AQ=3,BQ=PC=5,∠PAQ=∠BAC=60°,從而進(jìn)行這一角度問題的解決。
由此可以得出,△PAQ為等邊三角形,所以PQ=3;在三角形PBQ當(dāng)中,PB、BQ分別等于4、5,所以,三角形PBQ為直角三角形,其中∠BPQ=90°;所以∠APB=∠BPQ+∠APQ=90°+60°=150°。在進(jìn)行這一問題的解決時,為有效提高學(xué)生的課堂參與性,我們可以讓學(xué)生先做假設(shè),然后做出步驟講解,從而使得學(xué)生在計劃性解決思路中得到數(shù)學(xué)能力的提升。
4. 利用勾股定理進(jìn)行函數(shù)資源整合
對于中考而言,如果單單設(shè)計勾股定理這一知識內(nèi)容基本上都處于填空選擇之類的題型,對于證明題必然會涉獵多元素數(shù)學(xué)知識內(nèi)容,在資源整合中考查學(xué)生對勾股定理的掌握,這樣既可以鍛煉學(xué)生的思維建設(shè),又可以優(yōu)化學(xué)生的數(shù)學(xué)素養(yǎng),使得學(xué)生在數(shù)學(xué)證明推導(dǎo)中得到數(shù)學(xué)能力的綜合提升。
三、 淺談《勾股定理》與三角形知識整合
為有效提高學(xué)生對勾股定理這一數(shù)學(xué)知識的掌握,我們可以通過勾股定理與數(shù)學(xué)知識間的聯(lián)系為學(xué)生分析這一板塊內(nèi)容,在知識的聯(lián)系中讓學(xué)生體會數(shù)與形之間的關(guān)系,從而為學(xué)生掌握勾股定理、運用勾股定理解決數(shù)學(xué)問題奠定堅實的基礎(chǔ)條件,通過對三角形知識的整合使得學(xué)生對勾股定理這一知識有一個深入的掌握,在夯實基礎(chǔ)知識的同時使得學(xué)生得到數(shù)學(xué)思維與數(shù)學(xué)能力的拓展。
參考文獻(xiàn):
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作者簡介:
李保民,甘肅省蘭州市,甘肅省蘭州樹人中學(xué)。