潘 影
(江蘇省徐州市西苑中學(xué) 221000)
幾何證明入門難,證明題難做,是許多初一學(xué)生在學(xué)習(xí)中的共識.俗話說:“萬事開頭難.”這里面有很多因素,有主觀的,也有客觀的,學(xué)不得法,沒有形成系統(tǒng)的幾何語言是其中的一個重要原因.那么如何才能形成自己的幾何語言?如何運用幾何語言進(jìn)行推理?如何規(guī)范書寫幾何推理過程?在這里筆者結(jié)合自己多年的教學(xué)經(jīng)驗,總結(jié)了幾條幾何證明入門法則,與大家一起分享.
初一學(xué)生在小學(xué)雖然已經(jīng)學(xué)過一部分幾何知識,但沒有書寫格式上的要求,只需能看懂圖形,根據(jù)圖形回答問題即可,基本沒有接觸過嚴(yán)密的幾何推理,自身的幾何語言也可謂是零起點,所以積累一定的幾何語句,是初一學(xué)生邁進(jìn)幾何世界的第一步.
七上第6章 平面圖形的認(rèn)識(一)中,就有很多需要理解并掌握的幾何語句.
1.“連接AB”就是“畫線段AB” (P147 做一做)
2.“直線l經(jīng)過點A、B”就是“畫直線l或直線AB” (P150 習(xí)題1(1))
3.“點A在直線l外,點B在直線l上” (P150 習(xí)題1(2))
4.“點A、O、E在一條直線上”就是“點A、O、E三點共線”(P157 習(xí)題4)
5.“直線A、B相交于點O”就是“直線A、B的交點為點O” (P150 習(xí)題1(3))
6.“反向延長線段AB”就是“延長線段BA” (P150 習(xí)題3(2))
7.“延長線段AB到點C,使BC=AB” (P149 做一做;P151 習(xí)題5(1))
8.“反向延長線段AB到點D,使AD=AB” (P151 習(xí)題5(2))
9.“以點O為圓心,任意長為半徑畫弧,分別交OA、OB于點C、D”(P155 做一做)
10.“過點A畫與直線l平行的直線”就是“過點A畫直線l的平行線”(P166 做一做)
11.“過點A畫BC的垂線,垂足為D”就是“過點A畫AD⊥BC,垂足為點D”(P170 練一練2(1))
如此等等,積累這些常用的幾何語句,目的是使學(xué)生能讀懂幾何題的題意,為生成幾何語言模塊做好鋪墊.
有了一定的幾何語句的積累,下面我們再來生成一些常用的幾何語言模塊,有了這些模塊,在以后的幾何題證明中,只要見到相關(guān)條件,直接套用模塊的幾何語言就可以了.
模塊一中點的定義(七上P149 議一議)
模塊二角平分線的定義(七上P156 議一議)
模塊三余角、補角的定義(七上P159 議一議)
幾何語言:因為∠1與∠2互為余角,所以∠1+∠2=90°(余角的定義).
幾何語言:因為∠1與∠2互為補角,所以 ∠1+∠2=180°(補角的定義).
模塊四余角、補角的性質(zhì)(七上P160 議一議)
同角(或等角)的余角相等.
幾何語言:因為∠1與∠2互為余角,∠1與∠3互為余角,所以 ∠1+∠2=90°,∠1+∠3=90° ,所以 ∠2=∠3(同角的余角相等).
幾何語言:因為∠1與∠2互為余角,∠3與∠4互為余角,所以∠1+∠2=90°,∠3+∠4=90°
且∠1=∠3,所以 ∠2=∠4(等角的余角相等).
同角(或等角)的補角相等.
幾何語言:因為∠1與∠2互為補角,∠1與∠3互為補角,所以∠1+∠2=180°,∠1+∠3=180° ,所以 ∠2=∠3(同角的補角相等).
幾何語言:因為∠1與∠2互為補角,∠3與∠4互為補角,所以∠1+∠2=180°,∠3+∠4=180°且∠1=∠3所以∠2=∠4(等角的補角相等).
如此等等,有了生成這些點、角、直線等基本圖形知識板塊的幾何語言模塊的經(jīng)驗,為后續(xù)的幾何內(nèi)容學(xué)習(xí)提供了探究的方向.我們可以如法炮制出三角形、四邊形等幾何圖形知識板塊的幾何語言模塊,為幾何題的推理證明和規(guī)范書寫奠定了基礎(chǔ).
利用上面的幾大幾何語言模塊,我們完成七年級的一些簡單的幾何題證明,就易如反掌了.只要把題目中涉及的幾何條件找到,舉一反三地套用相應(yīng)的幾何語言模塊,一道幾何題的推理過程就可以輕松、規(guī)范地書寫出來了.
例1 如圖,點D、E在BC上,F(xiàn)D⊥BC,垂足為D,AE⊥EG,且∠1=∠2.請問∠3與∠4有什么關(guān)系?說明理由.
解∠3=∠4
因為FD⊥BC,AE⊥EG所以∠FDE=∠AEG=90°(垂直的定義)
所以∠1+∠3=90°
又因為∠AEG+∠2+∠4=180°(平角的定義)
所以∠2+∠4=90°
又因為∠1+∠3=90°,∠2+∠4=90°
且∠1=∠2
所以∠3=∠4(等角的余角相等)
例2 如圖,AB∥CD,∠DCB的平分線交DA的延長線于點E,交AB于點F,∠B與∠DAB互為補角,試探索∠E與∠AFE的大小關(guān)系,并說明理由.
解∠E=∠AFE
因為CE是∠DCB的平分線
所以∠BCF=∠DCF(角平分線的定義)
又因為AB∥CD所以∠BFC=∠DCF(兩直線平行,內(nèi)錯角相等)
又因為∠B與∠DAB互為補角
所以 ∠B+∠DAB=180°(補角的定義)
所以AD∥BC(同旁內(nèi)角互補,兩直線平行.)
所以∠E=∠BCF(兩直線平行,內(nèi)錯角相等)
又因為∠AFE與∠BFC是對頂角
所以∠AFE=∠BFC(對頂角的相等)
所以∠E=∠AFE(等量代換)
由此可見,只要理解并掌握了幾何語言模塊,在充分審題確定條件后,就能通過模塊的適當(dāng)疊加,規(guī)范地證明出相應(yīng)的題目了.當(dāng)然,這些模塊的靈活運用,需要在平時的解題中不斷地熟練,俗話說得好“熟能生巧”,我們只要鼓勵學(xué)生勇于嘗試,不斷積累解題經(jīng)驗,相信在不久的將來,他們一定能形成自己的幾何語言,任何難度的幾何題都能迎刃而解,學(xué)生們將會在數(shù)學(xué)知識的海洋里盡情地遨游!