顧冬梅
[摘? 要] 在高考中,時間就是分?jǐn)?shù),在確保解題正確率的前提下,解題的速度決定著整張高考試卷的得分,因此,在有限的時間內(nèi),部分壓軸題的“秒殺”成為很多教師和學(xué)生研究的一項課題,也成為學(xué)生訓(xùn)練解題能力、突破思維斷點的關(guān)鍵.
[關(guān)鍵詞] 秒殺;高中數(shù)學(xué);方法
本題以一道高考模擬題為例,呈現(xiàn)多種不同的解法,也深入剖析這題的科學(xué)性、嚴(yán)密性、價值性. 一方面以此為例,拓展我們的解題思路,引領(lǐng)學(xué)生發(fā)散思維的提升,啟發(fā)學(xué)生站在不同的維度去分析題目的本質(zhì)和內(nèi)涵,也引領(lǐng)學(xué)生注重方法與思想的積累,在解決壓軸題的過程中,達到舉一反三、由此及彼的效果,引領(lǐng)學(xué)生敢于質(zhì)疑、敢于反駁,以此促進學(xué)生的再生長.另一方面,也借此拋磚引玉,與同仁、專家一起深入研究高考題的價值與內(nèi)涵,促進教師解題、講題、命題能力的提升,進一步服務(wù)于后續(xù)教育教學(xué)質(zhì)量的提升和優(yōu)化,促進教師專業(yè)素養(yǎng)的提升.
■原題呈現(xiàn)
例題:在△ABC中,角A,B,C所對的邊分別為a,b,c,若A=■,a=4■,角A的平分線交邊BC于點D,其中AD=3■,求△ABC的面積S.
法一:(等積變形和余弦定理求兩邊之積)過點D向AB,AC作垂線,垂足分別為E,F(xiàn).
根據(jù)角平分線性質(zhì)得
DE=DF=ADsin■=3■×■=■,
根據(jù)面積公式,有
S=■bcsinA=■bcsin■=■bc,
且S=■AB·DE+■AC·DF=■·(b+c),
所以bc=3(b+c).?搖?搖①
又由余弦定理,得
a2=b2+c2-2bccosA,
即16×7=b2+c2-bc.?搖②
聯(lián)立①②,解得b+c=16,所以
S=■(b+c)=12■.
法二:(角平分線的向量表達式)根據(jù)角平分線定理得■=■=■,
所以■=■■+■■.
兩邊平方,得27=■■c2+2■·bccos■+■■b2,
整理可得bc=3(b+c),以下同法一,略去.
法三:(正弦定理求兩已知線段的夾角)如圖3所示,設(shè)∠CDA=θ.
由正弦定理可得
■=■,
■=■.
兩式相加,并整理得
■=■+■=■=■=■,
即(■sinθ-2)(8sinθ+■)=0,考慮到sinθ>0,所以sinθ=■,故S=■AD·BCsinθ=■×3■×4■×■=12■.
■評價與反思
1. 對三種方法的分析
法一和法二的指導(dǎo)思想是一致的,既然已經(jīng)知道了一個特殊角,那么就設(shè)法把這個角的夾邊乘積bc求出來,而利用余弦定理和BC的長可以建立一個關(guān)于bc和b+c的關(guān)系式,那么還需要利用角平分線AD的長建立另一個關(guān)系式,法一用的是角平分線上的點到角兩邊的距離相等,結(jié)合等積變形建立方程,法二則是利用角平分線定理進行向量運算. 兩種方法大體思路一致,手段的采取略有不同,但都值得參考.
法三和前兩種方法相比有點小突破,不再盯著三角形ABC的邊長,而是把原三角形看成兩個小三角形拼起來的.由于這兩個小三角形兩個邊長均已知曉,故只要求兩邊夾角的正弦即可,那么很自然地就利用正弦定理求解了.
2. 對解題過程的補充說明
法一對bc=3(b+c)的探究過程其實也是張角定理的推導(dǎo)過程(山東李振杰老師就是用張角定理快速解決了本題),張角定理內(nèi)容及簡證如下:
定理內(nèi)容:三角形ABC中,D是邊BC上一點,∠CAD=α,∠BAD=β,則■=■+■.
簡證:由■AC·ABsin(α+β)=■·AB·ADsinβ+■AC·ADsinα整理即得.
法三過程中出現(xiàn)了sin(θ+30°)·sin(θ-30°)的形式,它可以利用下述“平方差公式”快速計算:
sin(α+β)sin(α-β)=sin2αcos2β-cos2αsin2β.
在上述的方法剖析中,我們不僅可以感受到方法的巧妙性、嚴(yán)密性,也反映了教師和學(xué)生在這個環(huán)節(jié)處理過程中的基本功與思維能力.在常態(tài)的教學(xué)過程中,如何促進學(xué)生思維能力的真正提升?方法有很多,一題多解、一題多變,站在不同的思維角度引領(lǐng)學(xué)生成長起著至關(guān)重要的作用.