趙健
下面我們從蘇科版《數(shù)學(xué)》九年級(jí)上冊(cè)第70頁(yè)練習(xí)第1題出發(fā),通過(guò)一題多變來(lái)得到一類數(shù)學(xué)題,從中你可以體會(huì)到數(shù)學(xué)題是怎么編擬出來(lái)的,從而不斷提高我們的應(yīng)變能力和思維水平.
原題:如圖1,點(diǎn)O是△ABC的內(nèi)心,根據(jù)下列條件,求∠BOC的度數(shù).
(1) ∠ABC=50°,∠ACB=60°;
(2) ∠A=50°.
對(duì)于本題的解答,同學(xué)們很容易得到(1)的答案為125°.而對(duì)于(2),由于∠ABC和∠ACB的度數(shù)是沒(méi)有辦法知道的,因此不能像(1)那樣直接求解,但由于已知∠A的度數(shù),因此∠ABC+∠ACB的度數(shù)是可求的,進(jìn)而就可以通過(guò)整體處理來(lái)求出∠BOC的度數(shù).
在△ABC中,∵∠A=50°,∴∠ABC+∠ACB=130°. ∵∠ABC和∠ACB的平分線相交于點(diǎn)O,∴∠OBC+∠OCB=65°,∠BOC=180°-(∠OBC+∠OCB)=180°-65°=115°.
由上可見, ∠A的度數(shù)與∠ABC+∠ACB的度數(shù)互為變式條件,因此這兩個(gè)問(wèn)題可以看成互為變式題.
應(yīng)用上述方法,可以得到如下一般性的結(jié)論1:
如圖1, 在△ABC中,∠ABC和∠ACB的平分線相交于點(diǎn)O,則∠BOC=90°+∠A.
如果繼續(xù)對(duì)本題進(jìn)行變換,又可得到許多的問(wèn)題,通過(guò)這些問(wèn)題的解答,就能更好地鞏固更多的知識(shí)和方法,從而達(dá)到鍛煉思維的目的.
變式1 上面是已知兩條內(nèi)角平分線,如果將其中的一條內(nèi)角平分線改變?yōu)橥饨瞧椒志€,則有:
如圖2,在△ABC中,∠ABC=50°,∠ACB
=60°,∠ABC的平分線和∠ACB的外角平分線相交于點(diǎn)O(我們把點(diǎn)O稱之為△ABC的旁心),求∠BOC的度數(shù).
【分析】由∠ABC=50°,∠ACB=60°,∠ABC的平分線和∠ACB的外角平分線交于點(diǎn)O,可求得∠OBC和∠BCO的度數(shù),進(jìn)而求出∠BOC的度數(shù).
解:∵∠ABC=50°,BO平分∠ABC,∴∠OBC=25°;∵∠ACB=60°,∴∠ACD=120°. 又CO平分∠ACD,∴∠ACO=60°,∠OCB=120°,∴∠BOC=35°.
【小結(jié)】由于已知∠ABC和∠ACB的度數(shù),就可以得到∠A的度數(shù),因此如將已知條件“∠ABC=50°,∠ACB=60°”變換為已知“∠A=70°”也可求出∠BOC的度數(shù).(請(qǐng)自己寫出變式并求解)
由變式1,我們可以得到一個(gè)更一般的結(jié)論2:
如圖2,在△ABC中,∠A=α,∠ABC的平分線和∠ACB的外角平分線相交于點(diǎn)O,則∠BOC=α.
變式2 若將兩條內(nèi)角平分線都變換為外角平分線,則有:
如圖3,在△ABC中,∠ABC=50°,∠ACB=60°,∠ABC的外角平分線和∠ACB的外角平分線相交于點(diǎn)O,求∠BOC的度數(shù).
【分析】由∠ABC=50°,∠ACB=60°,可以求出∠DBC和∠BCE的度數(shù);由∠ABC的外角平分線和∠ACB的外角平分線相交于點(diǎn)O,可以求出∠OBC和∠BCO的度數(shù),進(jìn)而可以求出∠BOC的度數(shù).
解:∵∠ABC=50°,∠ACB=60°,∴∠DBC=130°,∠BCE=120°;∵BO平分∠DBC,所以∠OBC=65°;同理,∠OCB=60°,∴∠BOC=180°-∠OBC-∠OCB=55°.
【小結(jié)】本題也可以作出∠ABC和∠ACB的平分線相交于點(diǎn)O′,利用課本習(xí)題的解法或直接應(yīng)用結(jié)論1求出∠BO′C,再由鄰補(bǔ)角的角平分線互相垂直即可得到答案.同樣,將已知條件“∠ABC=50°,∠ACB=60°”變換為已知條件“∠A=70°”,也可以求出∠BOC的度數(shù).(請(qǐng)同學(xué)們自己寫出變式并求解)
由變式2,我們可以得到一個(gè)更一般的結(jié)論3:
如圖3,在△ABC中,∠A=α,∠ABC的外角平分線和∠ACB的外角平分線相交于點(diǎn)O,則∠BOC=90°-α.
你還可以將角平分線變換為高和中線,進(jìn)而又可以得到許多變式問(wèn)題.
變式3 若過(guò)點(diǎn)O作一條直線與△ABC的兩邊(或其延長(zhǎng)線)相交,則又可以得到難度較大的新問(wèn)題.
如圖4,點(diǎn)O是△ABC的內(nèi)心,過(guò)點(diǎn)O作直線MN.
(1) 當(dāng)直線MN與AB、AC的交點(diǎn)仍分別在線段AB和AC上時(shí),如圖①,試探索∠MOB、∠NOC、∠A三者之間的數(shù)量關(guān)系,并說(shuō)明你的理由;
(2) 將直線MN繞點(diǎn)O旋轉(zhuǎn),當(dāng)直線MN與AB的交點(diǎn)仍在線段AB上,而與AC的交點(diǎn)在AC的延長(zhǎng)線上時(shí),如圖②,試問(wèn)(1)中∠MOB、∠NOC、∠A三者之間的數(shù)量關(guān)系是否仍然成立?若成立,請(qǐng)說(shuō)明理由;若不成立,請(qǐng)給出∠MOB、∠NOC、∠A三者之間的數(shù)量關(guān)系,并說(shuō)明理由.
【解析】(1) 探索可知,∠MOB+∠NOC=90°-∠A. 理由是:由結(jié)論1可知,∠BOC=90°+∠A,則∠MOB+∠NOC=180°-∠BOC=180°-
90°+∠A=90°-∠A;(2) 探索可知不成立,∠MOB-∠NOC=90°-∠A. 理由是:由圖可知∠MOB+∠BOC-∠NOC=180°,由結(jié)論1可知:∠BOC=90°+∠A,∴∠MOB-∠NOC=180°-∠BOC=180°-
90°+∠A= 90°-∠A.
由上面的探索可見,許多數(shù)學(xué)問(wèn)題都是通過(guò)研究問(wèn)題的變式得到的.希望你也要學(xué)會(huì)變換題目,進(jìn)而提升自己的應(yīng)變能力.
小試身手
1. 如圖5,在△ABC中,∠A=α. ∠ABC與∠ACD的平分線交于點(diǎn)A1,得∠A1;∠A1BC與∠A1CD的平分線相交于點(diǎn)A2,得∠A2;……;∠A2008BC與∠A2008CD的平分線相交于點(diǎn)A2009,得∠A2009. 則∠A2009=______.
2. 如圖6,在變式3的條件下,繼續(xù)將直線MN繞點(diǎn)O旋轉(zhuǎn),當(dāng)直線MN與AB的交點(diǎn)在AB的延長(zhǎng)線上,而與BC的交點(diǎn)為N時(shí),如圖6,試探索∠MOB、∠NOC、∠A三者之間的數(shù)量關(guān)系,并說(shuō)明理由.
(作者單位:江蘇省興化市昭陽(yáng)湖初級(jí)中學(xué))