楊春華
解題就是“解決問題”,即求出數(shù)學(xué)題的答案.這個(gè)答案在數(shù)學(xué)上也叫“解”.所以,數(shù)學(xué)解題就是找出數(shù)學(xué)題的解的思維過程.解題過程就是根據(jù)問題條件,利用相關(guān)的數(shù)學(xué)基本知識(shí)、基本技能、基本思想和活動(dòng)經(jīng)驗(yàn),有計(jì)劃、有步驟、有目的地進(jìn)行邏輯推理活動(dòng).它通常有4個(gè)階段:理解題意、思路探求、書寫表達(dá)、回顧反思.要快速準(zhǔn)確地解題,選擇準(zhǔn)確的、科學(xué)的思維起點(diǎn)至關(guān)重要.為了便于同學(xué)們快速準(zhǔn)確地解決數(shù)學(xué)問題,本文將以圓中的重點(diǎn)題型為例,對(duì)尋找初中數(shù)學(xué)解題思維起點(diǎn)的策略進(jìn)行簡(jiǎn)單的分析,以期對(duì)同學(xué)們有一定的啟迪與思考.
有同學(xué)在審題時(shí)不認(rèn)真,沒看清題目的條件,導(dǎo)致解題無(wú)從下手.防止這種情況出現(xiàn)的方法是,在閱讀時(shí)放慢速度,對(duì)每一個(gè)條件盡可能發(fā)散思維,思考由每個(gè)條件可以得到哪些結(jié)論,再將這些結(jié)論進(jìn)行融合,找到相互間的關(guān)聯(lián),從而達(dá)到解決問題的目的.
例1如圖1,已知AB是⊙O的直徑,點(diǎn)P在BA的延長(zhǎng)線上,PD與⊙O相切于點(diǎn)D,過點(diǎn)B作PD的垂線交PD的延長(zhǎng)線于點(diǎn)C,若⊙O的半徑為4,BC=6,則PA的長(zhǎng)為( ).
圖1
【分析】本題考查了圓的切線性質(zhì)、三角形相似條件及性質(zhì)的相關(guān)知識(shí).本題要求線段PA的長(zhǎng)度,只需連接切點(diǎn)D與圓心O,則由切線性質(zhì)即得OD⊥PC,再結(jié)合BC⊥PC,得結(jié)論OD‖BC,利用△POD∽△PBC的對(duì)應(yīng)邊成比例求出線段PA長(zhǎng)度即可.有部分同學(xué)由于沒準(zhǔn)確提取條件“PD與⊙O相切于點(diǎn)D”中的“點(diǎn)D是切點(diǎn)”信息,而不能快速聯(lián)想“看切點(diǎn),連圓心,得垂直”這一常見添加輔助線思路.
【解答】解:連接OD.∵PD切⊙O于點(diǎn)D,
∴OD⊥PC,
又∵BC⊥PC,
∴OD‖BC,
∴△POD∽△PBC,
解得:PA=4.
故答案選:A.
【點(diǎn)評(píng)】解決數(shù)學(xué)問題,常常借助條件作為思維的起點(diǎn).特別是數(shù)學(xué)中的幾何問題,可以采用邊閱讀邊在圖上標(biāo)記條件的方法,并將隨之而得的結(jié)論寫(畫)在圖形的旁邊,再將這些結(jié)論進(jìn)行融合,找到相互間的關(guān)聯(lián),從而發(fā)現(xiàn)解決問題的途徑,達(dá)到解決問題的目的.
有些數(shù)學(xué)問題常常需要挖掘題設(shè)中的隱含條件,而圓中的隱含條件往往是一些基本圖形.這就需要我們熟悉這些基本圖形,將復(fù)雜圖形轉(zhuǎn)化為幾個(gè)基本圖形的疊加.將這些隱含的基本圖形作為思維的起點(diǎn),可以使題設(shè)條件明朗化、具體化,從而達(dá)到明晰解題方向、尋求最佳解題方案的目的.
例2如圖2,在正方形ABCD中,E是AB上一點(diǎn),連接DE.過點(diǎn)A作AF⊥DE,垂足為F.⊙O經(jīng)過點(diǎn)C,D,F(xiàn),與AD相交于點(diǎn)G.
(1)求證:△AFG∽ △DFC.
(2)若正方形ABCD的邊長(zhǎng)為4,AE=1,求⊙O的半徑.
圖2
【分析】本題考查了正方形的有關(guān)性質(zhì)、圓內(nèi)接四邊形的性質(zhì)、三角形相似條件及性質(zhì)、直角三角形勾股定理的相關(guān)知識(shí).第一小題欲證△AFG與△DFC相似.根據(jù)圓內(nèi)接四邊形性質(zhì)及鄰補(bǔ)角概念,可得∠AGF=∠DCF,再利用垂直定義、正方形性質(zhì)、同角的余角相等的相關(guān)知識(shí),可得∠GAF=∠CDF,從而第一問得證.第二小題欲求⊙O半徑,則可先求⊙O直徑,而借助第一問三角形相似及△AED中“母子三角形”相似所得對(duì)應(yīng)邊成比例,可得線段AG=AE=1,再由勾股定理求得圓的直徑而得半徑.有部分同學(xué)看不出隱含在題目圖形中的基本圖形:圓內(nèi)接四邊形及“母子三角形”,導(dǎo)致題設(shè)條件不明朗、不具體,不能達(dá)到明晰解題方向、快速尋求解題方案的目的.
【解答】證明:(1)因?yàn)樵谡叫蜛BCD中,∠ADC=90°,
則∠CDF+∠ADF=90°,
∵AF⊥DE,∴∠AFD=90°,
∴∠DAF+∠ADF=90°,
∴∠CDF=∠DAF.
∵四邊形GFCD是⊙O的內(nèi)接四邊形,
∴∠FCD+∠DGF=180°,
又∵∠FGA+∠DGF=180°,
∴∠FCD=∠FGA,
∴△AFG∽△DFC.
解:(2)如圖3,連接CG.
∵∠EAD=∠AFD=90°.
∠EDA=∠ADF,
∵在正方形ABCD中,DA=DC,
∴CG是⊙O的直徑.
圖3
【點(diǎn)評(píng)】利用平時(shí)數(shù)學(xué)知識(shí)的學(xué)習(xí)與積累,將一些圖形的性質(zhì)概括與抽象成一些易記的基本圖形,并提煉出復(fù)雜圖形中的基本圖形是熟練運(yùn)用這種方法的關(guān)鍵.迅速地分析出復(fù)雜圖形中的基本圖形,需要平時(shí)概括歸納能力的培養(yǎng).
初中數(shù)學(xué)中有些問題的結(jié)論不僅是解題的終點(diǎn),也是解題的起點(diǎn),調(diào)控著解題的全部思維過程.解題中若能恰如其分地用好這些結(jié)論的特征,并以此為突破口來(lái)確定思維的起點(diǎn),常常有意想不到的效果.
例3如圖4,AB為⊙O的直徑,點(diǎn)C在⊙O上,AD⊥CD于點(diǎn)D,且AC平分∠DAB.求證:(1)直線DC是⊙O的切線;(2)AC2=2AD·AO.
圖4
【分析】本題考查了圓的切線的判定方法、相似三角形的判定及性質(zhì).
第一小題欲證直線DC是⊙O的切線,僅需連接OC,證明OC垂直于DC即可.
第二小題欲證AC2=2AD·AO,而AB=2AO,則僅需證AC2=AD·AB.將其轉(zhuǎn)化為比例式,再證△ADC∽△ACB即可.
【解答】證明:(1)如圖5.連接OC.
∵AD⊥CD于點(diǎn)D,
∴∠ADC=90°,
∵∠ADC+∠DAC+∠ACD=180°,
∴∠DAC+∠ACD=90°,
∵OA=OC,
∴∠OAC=∠OCA,
∵AC平分∠DAB,
∴∠DAC=∠OAC,
∴∠DAC=∠OCA,
∴∠OCA+∠ACD=90°,
即∠OCD=90°,
∴OC⊥CD,
∴直線DC是⊙O的切線.
圖5
(2)如圖5.連接BC.
∵AB為⊙O的直徑,
∴∠ACB=90°,
∴∠ACB=90°=∠ADC,
又∵∠DAC=∠CAB,
∴△ADC∽△ACB,
則AC2=AD·AB,
∵AB=2AO,
∴AC2=AD·2AO=2AD·AO.
【點(diǎn)評(píng)】對(duì)于第二題中線段等積式結(jié)論的證明,我們常常將此結(jié)論轉(zhuǎn)化為比例式作為思維的起點(diǎn);然后對(duì)比例式上下(或左右)觀察,找出對(duì)應(yīng)三角形進(jìn)行相似證明;再結(jié)合題設(shè)條件,確定判定兩三角形相似的具體證明方法.這類題目常常會(huì)將一些線段的倍分關(guān)系摻雜其中,這就需要我們能夠根據(jù)題設(shè)條件將其轉(zhuǎn)換成具體線段.