“手拉手”模型作為初中幾何部分非常重要的問題模型,考查的知識點往往比較豐富,解法靈活,所以極受命題者們的青睞.本文中首先簡要介紹“手拉手”模型,然后嘗試從改變條件入手談一談其變式拓展,最后探究其變式拓展的解法.希望通過這樣的研究一方面幫助教師拓展授課思路,另一方面間接幫助學生提高解決問題的能力.
1“手拉手”模型介紹
兩個有公共頂點且頂角相等的三角形組成的圖形叫“手拉手”模型.從圖形的表現(xiàn)來看,就是從一個頂點出發(fā)的四條線段,兩兩相等(或者對應(yīng)成比例),并且它們所組成的夾角相等.如圖1所示,如果邊兩兩相等,就會出現(xiàn)全等三角形;若對應(yīng)邊成比例,則會出現(xiàn)相似三角形.
從圖1也可以看出,“手拉手”模型也就是旋轉(zhuǎn),或者叫旋轉(zhuǎn)模型,即凡是一個圖形繞某個頂點旋轉(zhuǎn),都會出現(xiàn)這種模型.無非就是旋轉(zhuǎn)的圖形不同,以及旋轉(zhuǎn)過程中是否有圖形的縮放.當然,還有部分題目并未呈現(xiàn)“手拉手”模型,而是需要解題者根據(jù)需要添加輔助線構(gòu)造出“手拉手\"模型.
2變式拓展及解法探究
常見的“手拉手”模型主要由直角三角形旋轉(zhuǎn)組成,當然也會由其他圖形組成,如正方形、等腰三角形、等邊三角形、等腰直角三角形等.下面重點介紹其變式拓展.
變式一共頂點的等邊三角形“手拉手”
這種變式就是將“手拉手”的圖形由直角三角形變換為等邊三角形.如下面這道例題:
例1如圖2,在直線 A C 的同一側(cè)作等邊三角形ABD和等邊三角形 B C E ,連接 A E 與 C D .求證:
變式二正方形和等腰直角三角形“手拉手”
這種變式受正方形“手拉手”與等腰直角三角形“手拉手”的啟發(fā),將正方形和等腰直角三角形一起“手拉手”那么,這種變式怎樣解決呢?看下面例2:
例2如圖4,在等腰直角三角形 A D C 中, .A D=4. 點 E 是 A D 的中點,以DE為邊作正方形DEFG,連接A G,C E .將正方形DEFG繞點D 順時針旋轉(zhuǎn),旋轉(zhuǎn)角為 α
。
(1)如圖5,在旋轉(zhuǎn)過程中,① 判斷 Δ A G D 與 Δ C E D 是否全等,并說明理由;② 當 C E=C D 時, A G 與E F 交于點 H ,求 G H 的長.(2)如圖6,延長 C E 交直線A G 于點 P .求證: A G⊥ C P
3總結(jié)與反思
由一個三角形經(jīng)過旋轉(zhuǎn)得到另一個三角形,將它們的對應(yīng)點連起來即可得到“手拉手”模型所以,在解決這一問題的過程中,要注意以下幾點:
首先,訓(xùn)練學生的空間思維.一個三角形經(jīng)過旋轉(zhuǎn)后得到另一個三角形,并且把對應(yīng)點連接起來,那么這樣的圖形往往線段比較多,且圖形比較復(fù)雜,是對學生空間思維能力的考驗,而筆者從課堂實踐中發(fā)現(xiàn)很多學生并不能找到全等或相似的兩個三角形,這需要一定時間訓(xùn)練.筆者建議,可用相同顏色表示對應(yīng)線段,久而久之,學生的空間思維能力會有所改善.
其次,要重視逆向思維的拓展.現(xiàn)如今“手拉手”模型在試卷中出現(xiàn)得比較頻繁,也被研究得比較透徹[3]。所以,現(xiàn)在的考查趨勢是逆向應(yīng)用,這就對學生的逆向思維提出了更高的要求.如下面這道例題:
例3如圖9,正方形ABCD外一點 P ,已知 P A= 求 ∠ A P B 的度數(shù).
本題明顯與例1和例2都不同,沒有直接畫出“手拉手”模型,而是需要解題者運用逆向思維通過作輔助線的方式構(gòu)造“手拉手”模型,如圖10.
總而言之,圖形愈加復(fù)雜的問題,更需要仔細分析問題.“手拉手”模型只要找到了全等三角形或相似三角形,問題將迎刃而解.所以,教師要訓(xùn)練學生的空間思維,要重視逆向思維的拓展,讓學生能靈活應(yīng)對這類問題.
參考文獻:
[1馮新建.等腰三角形“手拉手”模型的拓展J.初中數(shù)學教與學,2019(13):31-32.
[2]楊再發(fā).等腰直角三角形手拉手展風采[J].初中生輔導(dǎo),2020(13):46-48.
[3]任保平.模型·探究·應(yīng)用—“手拉手”模型問題的解法探究[J].初中生必讀,2021(Z2):57-59.