文謝 倩
(作者單位:江蘇省無錫金橋雙語實驗學校初中部)
數(shù)學學習與數(shù)學解題中,同學們由于受已經(jīng)形成的經(jīng)驗或者是已有模式的影響,往往會因思維定式而造成錯誤。
例1 如圖1,⊙O的弦AB、CD的延長線相交于點P,且AB=CD。求證:PA=PC。
圖1
圖2
圖3
【思維定式】由于AB、CD是⊙O相等的弦,因此過圓心O分別作AB、CD的垂線,如圖2,然后朝著PA=PC的方向?qū)ふ覘l件。
【原因分析】由于受“垂徑定理”或“同圓或等圓中,如果兩條弦相等,那么可以得到這兩條弦上的弦心距相等”的思維定式的影響或制約,使解題思路受限。
【解題反思】根據(jù)圓心角、弧、弦之間的關系以及圓周角定理,再利用等腰三角形的判定即可得到解決問題的有效方法。
例2 如圖4,在正方形ABCD中,AB=2,動點E從點A出發(fā)向點D運動,同時動點F從點D出發(fā)向點C運動,點E、F運動速度相同,當它們到達各自終點時停止運動,運動過程中線段AF、BE相交于點P,則線段DP的最小值為_______。
圖4
【思維定式】若點E、F分別運動到AD、DC 中點時,則時,線段DP的最小值為;若點E、F分別運動到AD、DC終點時,則AF=所以,線段DP的最小值為綜上所述,線段DP的最小值為或
【原因分析】從特殊情況考慮,不一定是問題的答案。
【快速求解】由正方形ABCD得AB=AD,∠BAD=∠ADC=90°。
∵點E、F運動速度相同,運動時間相同,∴AE=DF,
在△BAE和△ADF中,
∵BA=AD,∠BAE=∠ADF,AE=DF,
∴△BAE≌△ADF,
∴∠ABE=∠DAF,
∴∠ABE+∠BAP=∠DAF+∠BAP=90°,∴∠APB=90°,
∴點P在以AB為直徑的半圓上運動,如圖5,當圓心O、點P和點D在同一條直線上時,DP最小,為 5-1。
圖5
【解題反思】從特殊到一般盡管是解決問題的一種思想方法,但是本題的思路與方法,同學們更應該了解和掌握。
例3 如圖6,點A與點B的坐標分別是A(1,0),B(5,0),P是該平面直角坐標系內(nèi)的一個動點。
圖6
(1)使∠APB=30°的點P有_____個;
(2)若點P在y軸上,且∠APB=30°,求滿足條件的點P的坐標;
(3)當點P在y軸上移動時,∠APB是否存在最大值?若存在,求點P的坐標;若不存在,請說明理由。
【思維定式】題中給出的圖,只考慮點P在第一象限,造成漏解。
【原因分析】(1)中由∠APB=30°,很容易想到點P在某個圓上運動,當弦AB不變時相應的圓周角大小不變,所以符合要求的點P有無數(shù)個;受(1)的啟發(fā),可以斷定點P為該圓與y軸的交點,但此時我們又不擅長補圓,以致無法求出點P的坐標,或者部分同學能確定圓心和半徑,進而求出圓與y軸的交點坐標,但忽略點P在x軸下方的情形。
【快速求解】(1)線段AB=4,∠APB=30°確定時,角的頂點P在以AB為弦的
M和 M′上,其軌跡(除A、B點外)如圖7所示,故符合要求的點P有無數(shù)個。
圖7
(2)如圖8,由圓周角定理知,AMB=2∠APB=60°,
∴△MAB為等邊三角形,
∴r=MA=AB=4,M(3,23),
作MC⊥y軸,
圖8
(3)過點A,B的 M與y軸相切于點P時,∠APB最大。
作MN⊥x軸,如圖9,由垂徑定理知NA=NB,∴點M,N的橫坐標為3。
圖9
∵⊙M與y軸相切,
∴r=MP=3,
在Rt△MAN中,由勾股定理得,
【解題反思】解本題若能想到“隱圓”,利用數(shù)形結合的方法,解決起來就不難了。