☉湖北省武漢市左嶺第一初級中學 王曉霞
波利亞在《數學的發(fā)現》序言中說:“中學數學教學的首要任務就是加強解題訓練.”他還有一句膾炙人口的名言:“掌握數學就意味著善于解題.”解題教學在中學數學教學中占有極其重要的地位,一題多解是培養(yǎng)學生思維靈活性與創(chuàng)造性的重要途徑.筆者對武漢市2017年元月調考第21題進行研究,有些心得,現整理如下:
(2017年武漢市元月調考第21題)如圖1,在Rt△ABC中,∠BAC=90°,BD是∠ABC的角平分線,以點D為圓心,DA為半徑的⊙D與AC相交于點E.
(1)求證:BC是⊙D的切線;
(2)若AB=5,BC=13,求CE的長.
圖1
該題涉及的主要知識點有:角平分線的性質、直線與圓的位置關系、切線的判斷方法、切線長定理、勾股定理、比例的計算等;涉及的基本方法有:線段、角之間的關系的轉化,列表達式進行計算,考查學生對基礎幾何問題的邏輯推理、規(guī)范書寫及簡單計算的能力.本題的定位雖然是一道基礎幾何題,涉及的知識點也并不復雜,但是從最后的閱卷報告中發(fā)現,滿分為8分的試題,實際平均分才4.82分,得分率僅為60.25%,滿分率也只有44.57%.由此可見,學生對于此類幾何邏輯推理題的掌握并不理想,部分學生的書寫缺乏規(guī)范性,與此同時,也涌現出了不同的解題思路.
該題要求學生正確、完整地寫出解答過程,考查學生的幾何推理能力、簡單計算能力及規(guī)范書寫能力.筆者將典型錯誤歸類如下:
錯證1:如圖2,過點D作DF⊥BC于點F,直接將∠ABC當成60°,然后DF=BD,同時ADBD,得到DF=AD,然后得到結論BC是⊙D的切線.
圖2
【分析】這種錯誤主要是沒有認真審題,僅依靠自己的主觀感受,盲目判斷造成的.題目中并未給出∠ABC=60°這個條件,出現這種錯誤的考生相當于把題目中的條件特殊化了,這種做法是不符合嚴格推理要求的.
錯證2:如圖2,過點D作DF⊥BC于點F,使DF=AD,得到結論BC是⊙D的切線.
【分析】這種錯誤屬于人為造條件,過點D作DF⊥BC于點F,即線段DF的長度已經確定了,如何使DF=AD?這種錯誤就屬于隨意制造條件.
錯解1:利用勾股定理進行計算時,解錯方程,得到錯誤的結論.
錯解2:利用相似處理時,三角形的對應頂點沒有寫對,導致對應邊錯位,得到錯誤的結論.
【分析】第(2)題的錯解1是由于學生的計算功底不扎實,或者還沒有熟練掌握初中階段應該掌握的各種類型方程的解法,基本技能不過關.第(2)題的錯解2是由于答題時缺乏規(guī)范性,導致得不到正確解而失分.這兩種錯誤都屬于比較低級的錯誤,但是在實際的考試中學生經常犯這樣的錯誤,所以一定要抓好“雙基”的落實,嚴格要求學生解題時要規(guī)范.
筆者重點對第(2)題的求解進行分析.
思路1:如圖2,設圓的半徑為r,根據第(1)題的輔助線,在Rt△DFC中,CD=12-r,DF=r,CF=13-5=8,利用勾股定理建立方程82+r2=(12-r)2,解得r=,則CE=12-2r=
【分析】思路1是命題者在命制試題時的意圖,也是學生解題時的自然思路.設未知數,利用勾股定理建立等量關系,解方程,這種解法是學生比較熟悉的方法,大部分學生都用到了該思路.
思路4:如圖3,過點C作圓的切線與BA的延長線交于點H,連接DH,過點D作DG⊥CH于點G,則點G為切點.
圖3
【分析】思路2~4都利用了等積法,但是思路4較思路2和3稍顯復雜,需要作的線太多,而且作了一條不經常用的輔助線,即作切線,暫且不論繁簡程度,若推理過程嚴謹,也不失為一種好的解法,體現了殊途同歸的解題思維本真.
圖4
圖5
圖6
圖7
【分析】思路5、6、8均需添加輔助線,構造相似,利用相似得到比例線段,從而求出關鍵線段,達到解決問題的目的.思路7利用平行線分線段成比例定理計算圓的半徑,從而解決問題.其中涉及四點共圓、同弧所對的圓周角相等、切線長定理、證兩三角形相似的方法、平行線分線段成比例等基礎知識儲備.
圖8
【分析】思路9需要一定的知識儲備,即要熟悉三角形的角平分線定理,對比前幾種思路,不易想到.但仔細想來,仍然是作平行線構造相似,得到比例線段的關系.聯(lián)系平時的教學,教師在教學中如能讓學生多掌握一種思路,就能拓寬學生的思維,從而使學生能夠高屋建瓴地理解問題、解決問題.
一題多解的探尋可以拓寬學生的思維寬度,使學生思考問題的角度更多,發(fā)散學生的思維,同時激發(fā)學生的學習熱情.本題作為一個比較基礎的題目,仍然涉及轉化、數形結合、方程、建模等思想,通過數學思想的培養(yǎng),數學能力才會有大幅度的提高.掌握數學思想,就是掌握數學的精髓,促進學生思維的可持續(xù)發(fā)展.W