王裕龍
軸對稱是現(xiàn)實生活中廣泛存在的現(xiàn)象,同學們通過欣賞生活中的軸對稱圖形的實例,經(jīng)歷觀察、比較、探索、分析等數(shù)學活動,認識了軸對稱圖形,了解了軸對稱圖形的性質,并利用軸對稱變換,探索得到等腰三角形的性質,知道等腰三角形的判定定理,再進一步學習了等邊三角形的性質與判定.
本章是初中幾何中的重要內容,也是我們中考??嫉目键c.下面就本章中幾個常見的難點問題進行剖析,為同學們解題提供幫助.
一、 軸對稱圖形的設計
例1 如左圖,在正方形方格中,陰影部分是涂黑7個小正方形所形成的圖案,再將方格內空白的一個小正方形涂黑,使得到的新圖案成為一個軸對稱圖形的涂法有_______種.
【分析】根據(jù)軸對稱圖形的概念:把一個圖形沿著某條直線翻折,直線兩旁的部分能夠完全重合,則是軸對稱圖形.左圖關于正方形的一條對角線成軸對稱圖形,那么涂黑的小正方形應關于這條對角線也成軸對稱圖形.
解:在1,2,3處分別涂黑都可得一個軸對稱圖形,故涂法有3種.故答案為:3.
【小結】本題是對軸對稱圖形概念的考查,關鍵要找出對稱軸,從而作出軸對稱圖形.
二、 線段的最短問題
例2 某班舉行文藝晚會,桌子擺成兩直條(如圖3中的OM,ON),OM桌面上擺滿了橘子,ON桌面上擺滿了糖果,坐在A處的學生小明先拿橘子再拿糖果,然后回到座位,請你幫助他設計一條行走路線,使其所走的總路程最短,并說明理由.
【分析】這是一道實際生活問題,而將其轉化為數(shù)學問題是解決本題的關鍵:(1) 將其轉化為數(shù)學模型:如圖3,A是銳角∠MON內的一點,在OM、ON上求出B、C,使△ABC的周長最小,即AB+BC+AC的和最?。唬?) 利用軸對稱的性質,將AB、AC分別轉化為A′B、A″C,此時就是求A′B +BC+A″C的和最小,根據(jù)兩點之間線段最短,點B、C在A′A″連線上.
解:分別作點A關于OM、ON的對稱點A′、A″,如圖4.
根據(jù)軸對稱圖形的性質得到:AB=A′B,AC=A″C,所以AB+BC+AC=A′B + BC+A″C.要使AB+BC+AC最小,就是要使A′B + BC+A″C最小.根據(jù)兩點之間線段最短,當點B、C在A′A″上時,A′B + BC+A″C最小,最小值為A′A″的長度.
【小結】當遇到要求幾條線段長度之和最小時,我們可以利用軸對稱的性質轉化為兩點之間線段最短的問題.
三、 翻折問題
例3 如圖5,點D為邊AB的中點,過點D作DE∥BC,將△ABC沿線段DE翻折,使點A落在點F處,若∠B=50°,則∠BDF=_______.
【分析】根據(jù)軸對稱圖形的性質,連接對稱點AF,這樣對稱軸DE就垂直平分AF,因為DE∥BC,所以AF⊥BC,即∠AFB=90°.而因為D為邊AB的中點,根據(jù)直角三角形斜邊上中線等于斜邊的一半,得到DF= AB,即BD=DF,所以∠DBF=∠DFB=50°,所以∠BDF=80°.
【小結】翻折問題大多會用到軸對稱的性質,解決此類問題時,要注意利用數(shù)形結合,有時還要注意應用分類思想、方程思想,注意翻折時的對應關系.
四、 等腰三角形軸對稱性的綜合運用
例4 如圖6,已知△ABC中,∠ACB=90°,CA=CB,CD⊥AB于D,CE平分∠BCD交AB于E,AF平分∠CAB交CD于F,交CE于G. 求證:EF∥BC.
【分析】要證EF∥BC,根據(jù)內錯角相等,兩直線平行,可以先證∠FEC=∠BCE,而∠FCE=∠BCE,所以就要證∠FCE=∠FEC,根據(jù)等邊對等角,就要證CF=EF.可以證FG垂直平分CE,根據(jù)“三線合一”定理,就要證AC=AE,即∠ACE=∠AEC.由已知條件∠ACB=90°,CA=CB,CD⊥AB,根據(jù)“三線合一”定理,證得∠ACD=∠BCD=45°,因為CE平分∠BCD,得∠ECB=∠ECD=22.5°,就可證得∠ACE=∠AEC =67.5°,從而證得AC=AE.根據(jù)前面的分析,這樣就可以證得EF∥BC.
證明:∵CA=CB,CD⊥AB于D,
∴CD平分∠ACB.
∴∠ACD=∠BCD=∠ACB.
∵∠ACB=90°,
∴∠ACD=∠BCD=45°.
∵CE平分∠BCD,
∴∠ECB=∠ECD=∠BCD=22.5°.
∴∠ACE=∠ACD+∠DCE=67.5°.
∵∠CAD=45°,
∴∠AEC=67.5°.
∴∠ACE=∠AEC. ∴AC=AE.
∵AF平分∠CAB,
∴AG⊥CE,G為CE中點.
∴FG垂直平分CE.
∴CF=EF.
∴∠FCE=∠FEC.
∵CE平分∠BCD,
∴∠FCE=∠BCE.
∴∠FEC=∠BCE.
∴EF∥BC.
【小結】這道題綜合性比較強,同學們在遇到類似問題時,要認真審題,注意已知條件的使用,發(fā)掘隱含條件;在處理這類問題時,我們可以從結論出發(fā)尋求突破點,采用逆推的思路來解決.
(作者單位:江蘇省常熟市王莊中學)