黃志琴
親愛的同學(xué):看見“三角形”這三個(gè)字,你的大腦里會(huì)呈現(xiàn)哪些圖形?你想到哪些相關(guān)的內(nèi)容與方法呢?梳理三角形的內(nèi)容,使其條理化,或許你覺得三角形很簡(jiǎn)單。嘗試先思考以下問題,聯(lián)想知識(shí),再提煉一些方法。
問題1 如圖1,點(diǎn)P是⊙O外一點(diǎn),請(qǐng)找到圓上一點(diǎn)Q,使PQ最短。
答案見圖2。你能說出道理嗎?跟三角形有關(guān)系嗎?
如圖3,在⊙O上任意取點(diǎn)A,連接PA、OA,根據(jù)三角形的性質(zhì)“兩邊之和大于第三邊”判斷PO最小,從而得到圖2中的點(diǎn)Q使PQ最短。這條性質(zhì)的實(shí)質(zhì)是“兩點(diǎn)之間線段最短”。三角形是以線段、角等為基礎(chǔ),卻比線段、角更復(fù)雜些的圖形。請(qǐng)聯(lián)想三角形的邊有哪些性質(zhì),三角形的角又有哪些性質(zhì)。試說明“直徑是最長(zhǎng)的弦”,試回答“過圓內(nèi)一點(diǎn)的最短(或最長(zhǎng))的弦是哪一條?為什么?”在圖4中嘗試解答。
三角形這部分知識(shí)的應(yīng)用,還是要從定義及其重要性質(zhì)(邊、角關(guān)系)開始,從一般到特殊。這里主要跟同學(xué)們聊聊一些隱蔽的三角形和三角形隱含的作用,特別是特殊三角形。
問題2 如圖5,在△ABC中,AB=AC=5,BC=6,將△ABC繞點(diǎn)B逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)60°得到△A'BC',連接A'C,則A'C的長(zhǎng)為_________。
同學(xué)們,你們覺得此題的突破點(diǎn)可能在哪里?除已知的特殊三角形外,常見的處理辦法是連接CC'得到等邊三角形C'BC(如圖6)。把A'C拆分成兩條線段后分別放在等腰三角形A'BC'和等邊三角形△C'BC中求解。
三角形考查的重點(diǎn)是特殊三角形:等腰三角形、等邊三角形、直角三角形、等腰直焦三角形等?!半[形”三角形是難點(diǎn),它們還周以“隱形置身”于動(dòng)態(tài)問題中。把一條線段繞端點(diǎn)旋轉(zhuǎn)任意角度,連接對(duì)應(yīng)點(diǎn)可以得到等腰三角形。
問題3 如圖7,在矩形ABCD中,AB=5,BC=3,將矩形ABCD繞點(diǎn)B按順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)得到矩形GBEF,點(diǎn)A落在矩形ABCD的邊CD上的點(diǎn)G處,連接CE,則CE的長(zhǎng)是________。
旋轉(zhuǎn)問題中全等或相似會(huì)成對(duì)出現(xiàn),通常需要尋找或構(gòu)造相似(或全等)三角形,利用相似(或全等)三角形性質(zhì)(數(shù)量關(guān)系)求解。這里有矩形全等,連接AG得4 ABG,由對(duì)應(yīng)邊旋轉(zhuǎn)后可得△ABG~△CBE。
如果旋轉(zhuǎn)角度為特殊度數(shù),可以得到更特殊的三角形。反之,看到特殊三角形應(yīng)該盡可能多地聯(lián)想到特殊度數(shù)。
問題4 如圖8,⊙O的半徑OM=1,A為⊙O上一點(diǎn),點(diǎn)B為直徑材N延長(zhǎng)線上的點(diǎn),OB=3,連接AB,把AB繞點(diǎn)B順時(shí)針旋轉(zhuǎn)90°得到CB。連接OC,求OC的最小值。
此題以動(dòng)態(tài)的眼光來看更容易理解。如圖9,“把AB繞點(diǎn)B順時(shí)針旋轉(zhuǎn)90°”從整體來看,所有點(diǎn)C的集合可以看作把所有點(diǎn)A的集合⊙O,繞點(diǎn)B順時(shí)針旋轉(zhuǎn)90°得到的⊙O',問題轉(zhuǎn)化為⊙O'外一點(diǎn)O到⊙O'上點(diǎn)的距離的最小值。以O(shè)B為直角邊,點(diǎn)B為直角頂點(diǎn),順時(shí)針構(gòu)造等腰直角△OBO'。從圖中不難發(fā)現(xiàn),△OBO'~△ABC,△OAB≌△O'CB及⊙O與⊙O'全等。
請(qǐng)同學(xué)們思考:把“AB繞點(diǎn)B順時(shí)針旋轉(zhuǎn)90°得到CB”改成“以AB為直角邊作等腰直角△ABC,使∠ABC=90°,A、B、C逆時(shí)針排列”,從這里的等腰直角三角形可以挖掘哪些信息呢?
我們應(yīng)用整體的眼光看動(dòng)點(diǎn)問題,用敏銳的大腦覺察特殊三角形邊、角之間的關(guān)系,用靈活的思維應(yīng)對(duì)特殊三角形邊角關(guān)系與動(dòng)態(tài)的一致性,尋找或構(gòu)造特殊關(guān)系(相似或全等)的圖形,實(shí)現(xiàn)問題的轉(zhuǎn)化和解決。
變式1 如圖10,以AB為直角邊作等腰直角△ABc,使∠CAB=90°, A、B、C逆時(shí)針排列。連接OC,求OC的最小值。
變式2 如圖11,以AB為邊作等邊△ABC,A、B、C逆時(shí)針排列。連接OC,求OC的最小值。
變式1中同是等腰直角三角形,但構(gòu)造不同,帶來邊的關(guān)系A(chǔ)B:BC由1:1變?yōu)?:,構(gòu)造兩對(duì)三角形都是相似關(guān)系,把圓按1:放大。變式2中三角形不同,∠ABC由90°變?yōu)?0°,因等邊三角形的邊長(zhǎng)相等,與問題4一樣可以構(gòu)造三角形分別相似和全等,兩個(gè)圓全等。
我們?cè)诮鉀Q與三角形有關(guān)的問題時(shí),應(yīng)緊扣其邊與邊、角與角及邊與角之間的關(guān)系,用構(gòu)造三角形說明一些數(shù)量關(guān)系,特別是線段的相等關(guān)系。特殊三角形的條件和特殊三角形帶來的特殊數(shù)量關(guān)系是考查的重點(diǎn),我們要學(xué)會(huì)聯(lián)想:看見特殊三角形要想到它擁有的特殊性質(zhì),浮現(xiàn)內(nèi)隱的邊或角的關(guān)系。
(作者單位:江蘇省常州市金壇區(qū)白塔中學(xué))