平面幾何教學在初中數(shù)學教學中占有重要地位.面對紛繁復雜的題型,教師該如何把握,才能提高教學效率,減輕學生的負擔,真正體現(xiàn)素質教育呢?筆者認為充分挖掘課本中定理教學價值,不失為一個可行的辦法.下面我結合浙教版八(下)6.1矩形中的三個定理的教學證明做探討,以期拋磚引玉.
定理1:矩形對角線相等.
方法1:已知四邊形ABCD是矩形,求證:AC=BD.
?。ㄒ龑W生分析:證兩條不在同一個三角形中的兩條線段相等,最為常用的方法是證兩個三角形全等.這里只要證△ABC≌△BAD.)
證明:∵四邊形ABCD是矩形
∴∠ABC=∠BAD=90°,DA=CB
∵AB=BA
∴△ABC≌△BAD(SAS)
∴BD=AC
方法2:已知四邊形ABCD是矩形,求證:AC=BD.
?。ㄒ龑W生分析:由于矩形中有直角,因而可考慮用勾股定理證明.)
證明:∵四邊形ABCD是矩形
∴∠ABC=∠BAD=90°,DA=CB
在Rt△ABC和Rt△BAD中
∵BD=■,AC=■,
∴BD=AC
方法3:已知四邊形ABCD是矩形,求證:AC=BD.
?。ㄒ龑W生分析:因為AO=■AC,BO=■BD,所以只要證AO=BO.)
證明:∵四邊形ABCD是矩形
∴∠ABC=90°,AO=■AC,BO=■BD
∴O為AC中點,又△ABC為直角三角形
∴BO=■AC
∴AC=BD
方法4:已知四邊形ABCD是矩形,求證:AC=BD.
(引導學生分析:因為OA=■AC,OB=■BD,所以只要證AO=BO,即證三角形為等腰三角形.)
證明:取AB中點E,連接OE
∵四邊形ABCD為矩形
∴∠ABC=90°,OA=■AC,OB=■BD
∴O為AC的中點,又E為AB的中點
∴OE∥BC
∴∠OEA=∠ABC=90°
∴OA=OB(中垂線的性質)
∴AC=BD
方法5:已知四邊形ABCD是矩形,求證:AC=BD.
?。ㄒ龑W生分析:考慮到AC和BD不在同一個三角形中,是否考慮通過平移將它們放到同一個三角形中證明.)
證明:過C作CO∥BD交BD延長線于點O.
∵四邊形ABCD是矩形
∴∠ABC=90°,CD=AB,CD∥AB
∵CO∥BD
∴四邊形BOCD為平行四邊形.
∴BO=CD,CO=BD
∴AB=BO
∵CB⊥AB
∴CA=CO(中垂線的性質)
∴CA=BD
方法6:已知四邊形ABCD是矩形,求證:AC=BD.
(引導學生分析:考慮到AC和BD不在同一個三角形中,是否考慮通過先作一個以AC為腰的等腰三角形ACO,再證CO等于BD.)
證明:延長AB到O使AB=BO.
∵四邊形ABCD是矩形
∴∠ABC=90°
∵AB=BO
∴AC=CO
∵CD=AB,CD∥AB又BO=AB
∴CD=BO,CD∥BO
∴四邊形BOCD為平行四邊形
∴CO=BD
∴AC=BD
綜上,對于定理1的證明共用了6種方法,引導學生歸納證明兩條線段相等的一般方法.第一,三角形全等;第二,在同一個三角形中等角對等邊;第三,可以引進中間量;第四,如在直角三角形中還可考慮用勾股定理;第五,在平面直角坐標系中,還可用兩點之間的距離公式.接下來繼續(xù)探討本節(jié)第二課時的另一個定理的證明.
定理2:直角三角形斜邊上中線等于斜邊的一半.
方法1:已知在Rt△ABC中,∠ACB=90°,CD為斜邊AB上的中線,求證:CD=■AB.
?。ㄒ龑W生分析:要證CD=■AB,那么CD延長使DE=CD,只要證CE=AB.引導學生總結中點倍延為處理該類問題的基本方法.也可以將△ADC繞點D旋轉180°.)
證明:延長CD使CD=DE,連接BE,AE
∵DE=CE,AD=BD
∴四邊形ABCD為平行四邊形
∵∠ACB=90°
∴平行四邊形ABCD為矩形.
∴AB=CE
∴CD=■AB
方法2:已知在Rt△ABC中,∠ACB=90°,CD為斜邊AB上的中線,求證:CD=■AB.
?。ㄒ龑W生分析:要證CD=■AB,而BD=■AB,那么只要證BD=CD,D為AB中點,故取BC中點E構造中位線.)
證明:取BC中點E,連接DE.
∵D為AB的中點,E為BC中點
∴DE∥AC
∵∠ACB=90°
∴∠DEB=∠ACB=90°
∴DE⊥BC
∴BD=CD
∴CD=■AB
方法3:已知在Rt△ABC中,∠ACB=90°,CD為斜邊AB上的中線,求證:CD=■AB.
(引導學生分析:要證CD=■AB,考慮到AB邊的中位線為AB的一半,那只要證CD等于其中位線即可.)
證明:取BC,AC中點E,F(xiàn),連接DE,DF,EF.
∵D,E為AB,BC的中點
∴DE∥AC,DE=■AC
∵FC=■AC
∴DE∥FC,DE=FC
∴四邊形DECF為平行四邊形
∵∠ACB=900
∴平行四邊形DEFC為矩形
∴CD=EF
∴CD=■AB
方法4:已知在Rt△ABC中,∠ACB=90°,CD為斜邊AB上的中線,求證:CD=■AB.
(引導學生分析:要證CD=■AB,那么構造CD為三角形的中位線,也可將△ABC沿AC作軸對稱圖形.)
證明:延長BC到E使CE=BE,連接AE.
∵D為AB中點,CE=BC
∴CD=■AE
∵∠ACB=90°,CE=BC
∴AB=AE(中垂線的性質)
∴CD=■AB
綜上,對于定理3的證明共用了4種方法,引導學生總結證一條線段為另一條線段的一半常用的方法.第一,倍延較短的線段;第二,取較長線段的一半;第三,構造中間量.對于中點問題常用兩種方法,第一,倍延中線;第二,作中位線.
總之,在定理的教學中應加強方法的指導,力爭一題多解、一題多用,培養(yǎng)學生分析問題、解決問題的能力,啟發(fā)學生積極地思考,從而真正實現(xiàn)輕負高效.