☉江蘇省揚(yáng)中市第二高級中學(xué) 朱衛(wèi)紅
美國著名數(shù)學(xué)家哈爾莫斯曾說過:問題是數(shù)學(xué)的心臟.對學(xué)生來說,各類考試題無疑是最熟悉的一個(gè)“問題”.解三角形主要通過對任意三角形邊角關(guān)系的探索,掌握正弦定理、余弦定理,并能利用它們解決一些簡單三角形度量問題及一些與測量和計(jì)算有關(guān)的實(shí)際問題.該部分是每年高考中的基本考點(diǎn)之一,大都運(yùn)算量大、公式應(yīng)用多,這就要求我們不僅具有較高的運(yùn)算水平、較強(qiáng)的運(yùn)算能力和較大的記憶能力,還應(yīng)善于審題,采用相應(yīng)的策略,優(yōu)化過程.特別對于解三角形中的最值以及與之對應(yīng)的相關(guān)問題,備受命題者青睞,更是各類考試中的熱點(diǎn)題型.下面結(jié)合一道三角形面積的最值問題加以多解剖析.
例題(2018年江蘇省某市高考二模·16)等腰△ABC中,AB=AC,D為AC的中點(diǎn),BD=1,則△ABC的面積的最大值是____.
分析:解三角形問題往往要以通過解三角形思維(包括正弦定理、余弦定理等)、向量法思維、幾何法思維、坐標(biāo)法思維等不同的角度切入,抓住解三角形法、向量法、幾何法、坐標(biāo)法,這是解決此類問題的常見“四招”.從哪些角度切入,如何正確破解此類問題,是處理此類問題的重點(diǎn)所在.
解法1:在△ABD中,由余弦定理可得:
解法2:設(shè)AB=AC=2x,則AD=DC=x.
在△ADB中,由余弦定理可得4x2=1+x2-2×1×x×cos∠ADB;
在△BDC中,由余弦定理可得a2=1+x2-2×1×x×cos∠BDC.
兩式相加可得4x2+a2=2+2x2,即2x2+a2=2.
解法3:在△ABD中,由余弦定理可得:
解法4:設(shè)BC邊的中點(diǎn)為E,AE與BD交于點(diǎn)G,則G為△ABC的重心.
解法5:設(shè)AB=AC=2x,則AD=DC=x,那么△ABC的半周長
由三角形的中線長公式可得4BD2=2AB2+2BC2-AC2=8x2+2a2-4x2=4,即2x2+a2=2.
由海倫公式可得△ABC的面積:
解法6:設(shè)BC邊的中點(diǎn)為E,AE與BD交于點(diǎn)G,則G為△ABC的重心,則有
解法7:設(shè)BC邊的中點(diǎn)為O,AE與BD交于點(diǎn)G,則G為△ABC的重心,過D作DE⊥BC交于點(diǎn)E,設(shè)∠DBC=α,
解法8:設(shè)BC邊的中點(diǎn)為O,以O(shè)為坐標(biāo)原點(diǎn),BC所在直線為x軸,OA所在直線為y軸建立平面直角坐標(biāo)系,設(shè)B(-m,0),C(m,0),A(0,n),m>0,n>0.
解法9:以BD的中點(diǎn)O為坐標(biāo)原點(diǎn),BD所在直線為x軸,BD的垂直平分線所在直線為y軸建立平面直角坐標(biāo)系,則
解法10:以D為坐標(biāo)原點(diǎn),DB所在直線為y軸建立平面直角坐標(biāo)系,則B(0,1),設(shè)A(-m,-n),C(m,n),m>0,n>0.
由于AB=AC,可得m2+(n+1)2=4m2+4n2.
通過從多個(gè)不同角度來處理,巧妙地把該題的底蘊(yùn)充分挖掘出來,多角度出發(fā),多方面求解,真正體現(xiàn)對數(shù)學(xué)知識(shí)的融會(huì)貫通,充分展現(xiàn)知識(shí)的交匯與綜合,達(dá)到提升能力,拓展應(yīng)用的目的.如何提升學(xué)生的解題能力,是每位老師思考的重要課題.經(jīng)過理論和教學(xué)實(shí)踐證明,一題多解是提高解題能力的有效途徑.在呈現(xiàn)不同解法的同時(shí),暴露思維過程,得以拓展與提升.進(jìn)而真正達(dá)到在學(xué)中“悟”,在“悟”中不斷提升解題技能.正如我國著名數(shù)學(xué)家蘇步青先生說過:“學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)要多做習(xí)題,邊做邊思索,先知其然,然后知其所以然.”