倪建
筆者所在地區(qū)的教育局組織了多次中學(xué)生申報(bào)普高學(xué)科特長生招生資格考試.筆者參與了多次閱卷工作,發(fā)現(xiàn)數(shù)學(xué)難度很大,很好的起到了甄選考生的作用,其中一道作圖引起了筆者的思考,下面將思考的過程整理如下.
1 試題呈現(xiàn)
如圖1,已知圓O,點(diǎn)P為圓O外一點(diǎn),求作:圓O的切線PA,其中A為切點(diǎn).
(1)小華給出了如圖2的作法,這樣做的依據(jù)為____
(2)請你給出另外的兩種作圖方法,寫出作法,保留作圖痕跡.
2 問題解法探究
這道題得分率非常低,很多學(xué)生會第一問,因?yàn)檫@種解法是蘇科版教材上的方法,依據(jù)為:直徑所對的圓周角為直角,然后就無從下手了;也有不少同學(xué)畫了圖,但明顯還停留在“試試看”,畫出的圖看著很像是對的,但所寫的作法有明顯的問題,
解法1如圖3,連接PO,延長至D,使得DO= PO,交圓O于B,C,以O(shè)為圓心,以PO的長度為半徑作半圓,以D為圓心,以BC的長度為半徑畫弧,交半圓于E,連接PE,交圓O于A, PA即為所求,
解法分析這種方法有一點(diǎn)“投機(jī)取巧”,因?yàn)轭}干當(dāng)中已經(jīng)給出了小華的解法,有很大的參考價(jià)值,仔細(xì)觀察圖3,相當(dāng)于圖2擴(kuò)大了一倍,之前用的是以PO為直徑作圓,而這里用2PO為直徑作圓,之前半徑為r,這里以D為圓心,以2r為半徑畫弧,考生能想到這樣解決問題,還是很機(jī)智的,用到了位似的知識,
解法2如圖4,連接PO,以P為圓心,以PO為半徑畫弧,以O(shè)為圓心,以圓O的直徑畫弧,交第一條弧于B,連接OB,交圓O于A,連接PA,
解法分析閱卷時(shí),看到這種方法,覺得很好,考生是怎么想到的呢?作圖題的解題教學(xué)時(shí),總是和學(xué)生“先有答案,再有過程”,即先化一個(gè)滿足結(jié)論的草圖,然后在分析它所具有的性質(zhì),要具有這個(gè)性質(zhì),怎樣作圖實(shí)現(xiàn),如圖5,P是圓O的切線,試著連一下PO,OA.因?yàn)槭乔芯€,所以PA⊥OA,∠PAO= 90°,那怎樣才能滿足∠PAO= 90°呢,聯(lián)想之前學(xué)過的知識點(diǎn):垂線,高線(等腰三角形“三線合一”),直徑所對的圓周角為直角,直角三角形(勾股定理),這幅圖熟悉嗎?母子型(相似、射影定理)…解法1,感覺是考生靈感迸發(fā),聯(lián)想到了三線合一,腦子里有圖4,有點(diǎn)“天外飛仙”的感覺.這類方法并非本文要探討的,那怎樣解決這個(gè)問題呢?解決幾何問題,會用分析法進(jìn)行幾何推理,作圖題是幾何問題的一部分,顯然也可以借助幾何推理來解決問題,如小華給出的解法,想要∠PAO= 90°,聯(lián)想直徑所對的圓周角是直角,從而解決了問題.
3 反思
尺規(guī)作圖是初中平面幾何中的重要知識,是中考、各類競賽的熱門題型,但很多學(xué)生解答此類問題時(shí)還停留在“試一試”、“碰運(yùn)氣”的層面上,想著中學(xué)范圍內(nèi)有5種基本作圖,作一條線段等于已知線段,作一個(gè)角等于已知角,作垂線,作垂直平分線,作角平分線,遇到問題就往上面靠,缺少分析,解決問題的效率極低,層次高點(diǎn)的學(xué)生,知道運(yùn)用幾何推理,先畫出滿足題意得草圖,然后分析草圖具有的性質(zhì),這種方法筆者稱之為“先有答案,再有過程”,更高層次的學(xué)生需要掌握本文介紹的方法,融入“計(jì)算”的作圖,它比單純的幾何推理更加精確,如本文做的切線,本來是一個(gè)純幾何問題,但通過運(yùn)用一些定理、計(jì)算,轉(zhuǎn)化為作一些已知長短的線段或角度,更具思維含量,使得作圖題和其他幾何題一樣完全可控,而不是碰運(yùn)氣.2021年南京市聯(lián)合體一模第27題,是一道作圖壓軸題,它完全契合了本文中提到的融入“計(jì)算”的作圖,
參考文獻(xiàn)
[1]胡小華.尺規(guī)作圖——過圓外一點(diǎn)作圓的切線方法歸納[J].?dāng)?shù)理化解題研究,2019 (35):31-32