摘要:數(shù)學(xué)是一門很靈活而且很深奧的學(xué)科,考驗(yàn)著學(xué)生們多方面的能力. “幾何”在初中的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)中是比較難的一部分內(nèi)容,它涉及到的一些折疊問題,需要學(xué)生們充分運(yùn)用自己的想象力進(jìn)行解決.折疊就會產(chǎn)生許多不同形狀的圖形,學(xué)生們也可以在其中慢慢發(fā)現(xiàn)折疊的規(guī)律,從而進(jìn)一步理解幾何原理,最后將原理運(yùn)用到數(shù)學(xué)解題之中.
關(guān)鍵詞:初中數(shù)學(xué);折疊;解題;教學(xué)引導(dǎo)
中圖分類號:G632文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:1008-0333(2021)29-0028-02
數(shù)學(xué)是一門非常嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)科,它有很多的想象和聯(lián)想的空間.著名的數(shù)學(xué)家希爾伯特就說過:數(shù)學(xué)最重要的就是想象力.看到一道數(shù)學(xué)題,你應(yīng)該能馬上聯(lián)想到它的相關(guān)公式和解題步驟.而中學(xué)的折疊問題是最能鍛煉和體現(xiàn)學(xué)生想象力的,抽象的東西也是可以具體化的,老師帶著孩子們親手折疊出各種各樣的圖形,體驗(yàn)折疊的特點(diǎn),觀察圖形折疊后的變化與未變化部分,深入尋找并發(fā)現(xiàn)圖形的幾何性質(zhì),借此引導(dǎo)學(xué)生們?nèi)チ私獠⒔鉀Q折疊問題.將折疊問題教好,學(xué)好,都是不容忽視的.由淺入深,解決折疊問題大概可以分為三個步驟:即通過折疊實(shí)驗(yàn),在腦中形成個思維模型;再綜合學(xué)過的基本圖形,鍛煉學(xué)生的思維方式;然后結(jié)合平面直角坐標(biāo)系解決折疊問題.
一、通過折疊實(shí)驗(yàn),形成思維模型
數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)給人的印象大多數(shù)是死板的,它不像語文那樣可以較為自由的發(fā)揮,數(shù)學(xué)公式是不可以改變的,初中生也很難獨(dú)自親身去推導(dǎo)計(jì)算出數(shù)學(xué)公式.初中數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí),一般是采用學(xué)習(xí)公式、理解公式、應(yīng)用公式的方法.折疊就比較特殊了,它涉及到了圖形變換,學(xué)生們也能親自動手實(shí)驗(yàn),而圖形變換是比較靈活有趣的,會讓學(xué)生們提起濃厚的學(xué)習(xí)興趣.親自動手去發(fā)現(xiàn)、去探索、去解決問題,會讓我們有種置身其中的參與感,感覺到數(shù)學(xué)“活了起來”,感覺到它離我們那么近.通過折疊和觀察而不是枯燥的計(jì)算去解決數(shù)學(xué)題,會讓學(xué)生感到極大的新鮮感,滿足感和成就感,對數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí)更加充滿興趣.
涉及到折疊,就離不開動手和觀察了.拿到一道有關(guān)折疊問題的題目,首先就應(yīng)該分析它的題目要求,然后按照題目要求去折疊出相應(yīng)的圖形,最后將圖形畫在草稿紙上,慢慢地熟練了之后,就可以在腦海里形成相應(yīng)的圖形,省去動手操作這一過程了.這是學(xué)習(xí)折疊問題的難點(diǎn),特別是對于那些想象力較為薄弱的學(xué)生,但是也是必須要鍛煉出來的能力.在以后的學(xué)習(xí)生活中,這一能力還會繼續(xù)頻繁的被使用到,而且還會需要不斷地?cái)U(kuò)展和加深.下面,我們舉例說明一下.
例1如圖1所示,將一個三角形紙片ABC沿過B的直線折疊,使點(diǎn)C落在AB邊上的點(diǎn)E處,折痕為BD,則下列結(jié)論一定正確的是().
A. AE=ACB. CB+AE=AB
C. AD=BDD. ED+EB=DB
這是一道特別基礎(chǔ)的折疊問題,圖形和題目都比較簡單直觀,容易讓學(xué)生理解.對于這個圖形,老師可以讓同學(xué)們動手折一折,然后用折疊后的圖形對比題目給出的圖形,發(fā)現(xiàn)其中的等量關(guān)系.通過一次次的折疊,同學(xué)們應(yīng)該不難發(fā)現(xiàn),折疊是一種軸對稱變換,它屬于軸對稱,根據(jù)軸對稱的相關(guān)性質(zhì),折疊前后圖形的形狀和大小不會改變,位置變化了,對應(yīng)的邊是相等的.折痕所在的直線作為對稱軸,它將變換前后對應(yīng)的點(diǎn)所連成的線段垂直平分,對稱軸上的點(diǎn)到對應(yīng)點(diǎn)的距離大小相等.
對照本題圖像,可以看出來,圖1是由三角形ABC的邊CB沿著BD翻折之后得到的.邊CB落到了邊AB上,直線BD是三角形BDC和三角形BDE的對稱軸,點(diǎn)E為點(diǎn)C的對應(yīng)點(diǎn),線段BC=BE,線段CD=ED.
對于選項(xiàng)A和選項(xiàng)C,線段AE與AC題目并沒有給出明確的關(guān)系,線段AD與BD題目也沒有給出明確的關(guān)系,所以無法判斷這兩個選項(xiàng)的對錯;對于選項(xiàng)B,通過折疊的特點(diǎn),我們已經(jīng)知道線段BC=BE,所以線段CB+AE就可以等價代換為EB+AE,顯然線段EB+AE=AB,所以可以得出CB+AE=AB,B選項(xiàng)正確;對于D選項(xiàng),線段ED、EB、DB正好為三角形BDE的三邊,由三角形的相關(guān)性質(zhì)可以知道,三角形的任意兩邊之和大于第三邊,所以ED+EB>DB,D選項(xiàng)錯誤.所以,這道題的正確答案是B.
只要懂得了折疊前后圖形的等量關(guān)系,再結(jié)合勾股定理的內(nèi)容,解決這類題型就易如反掌了.
二、綜合基本圖形,鍛煉思維方式
折疊問題一定都是和幾何圖形相聯(lián)系的,通過例1可以看出,推理找出簡單圖形中的幾何關(guān)系其實(shí)很簡單,但是一般題目中給的圖形都相對復(fù)雜,一個例圖里會包含多個幾何圖形,自然就有了多對幾何關(guān)系.這就要求我們考慮到多組等量關(guān)系,不同等量關(guān)系間的聯(lián)系和搭配,以及發(fā)掘很多隱藏的已知條件.題目的靈活性也就大大提高了,難度也相應(yīng)地有所增加.細(xì)心尋找?guī)缀侮P(guān)系的同時,也需要我們具備一種整體意識,這樣才能保證不漏掉信息.有時,也是需要憑借直覺的,這種直覺也是要通過反反復(fù)復(fù)的練習(xí),才能在遇到題的時候,直接感知到應(yīng)該尋找和利用到的關(guān)系.
例2如圖2所示,一張矩形紙片沿BC折疊,頂點(diǎn)A落在點(diǎn)A′處,再過點(diǎn)A′折疊,使折痕DE∥BC,若AB=4,AC=3,則三角形ADE的面積是.
這道題屬于中等難度,除了要掌握像例1那樣折疊問題里的軸對稱的幾個特性以外,還需要知道證明兩個三角形相似,以及利用三角形相似的幾個性質(zhì):如果兩個三角形相似,那么兩個三角形對應(yīng)的邊邊長成比例,對應(yīng)的角相等.相似三角形的面積比等于相似比的平方.
如圖3,沿BC折疊,頂點(diǎn)A落在點(diǎn)A′處,直線BC作為一條對稱軸,根據(jù)對稱的性質(zhì),可以得到BC垂直且平分線段AA′;可以得到AF=1/2AA′,又因?yàn)镈E//BC,可以得到三角形ABC和三角形ADE相似,相似比為1∶2.再根據(jù)相似三角形的面積比等于相似比的平方,可以求出三角形ADE的面積為24.
三、結(jié)合坐標(biāo)系,解決折疊問題
前面說過,涉及到折疊問題的考題在卷面分中一般的比例為有十分之一,它之所以可以占有這么大的分?jǐn)?shù)比例,是因?yàn)樗@一種題型里可以融入多種之前學(xué)過的知識.例如:勾股定理、相似三角形、全等三角形……除此之外,它還可以放到空間直角坐標(biāo)系中,將其與函數(shù)融合..在平時的課堂上,老師應(yīng)該注重培養(yǎng)學(xué)生對題目的獨(dú)立思考分析和理解能力,并多講授一些綜合性較強(qiáng)的折疊問題,讓學(xué)生們逐漸適應(yīng)這種考察方式.
例3如圖4所示,把矩形OABC放置在直角坐標(biāo)系中,OA=6.OC=8,若將矩形折疊、使點(diǎn)B與O重合,得到折痕EF.
(1)可以通過辦法,可以使四邊形AEFO變到四邊形BEFC的位置(填“平移”,“旋轉(zhuǎn)”,“翻轉(zhuǎn)”);
(2)求E點(diǎn)的坐標(biāo);
(3)若直線m把矩形OABC的面積分成相等的兩部分,則直線m必經(jīng)過點(diǎn)的坐標(biāo)是________.
根據(jù)題意可得,對于第(1)小題,矩形OABC是中心對稱圖形,而這道題的折痕EF與對角線OB交點(diǎn)O應(yīng)該是矩形OABC的對稱中心,所以可以通過旋轉(zhuǎn)的辦法得到.
對于第(2)小題,應(yīng)該連結(jié)OE,根據(jù)折疊的特性可以知道,OE=BE,解直角三角形OAE就可以知道AE=7/4,所以E點(diǎn)坐標(biāo)為(6,7/4).
對于第(3)小題,由第(1)小題分析可知,對稱中心應(yīng)為折痕與對角線交點(diǎn),過這個點(diǎn)做兩坐標(biāo)軸垂線段,再由三角形中位線性質(zhì)可求出對稱中心坐標(biāo)為(3,4)
折疊問題是中學(xué)重點(diǎn)考察的內(nèi)容,學(xué)生和教師都應(yīng)該重視它.教師應(yīng)該根據(jù)自己班級學(xué)生的實(shí)際情況,制定有效的教學(xué)方法,引導(dǎo)同學(xué)們學(xué)習(xí)折疊問題,培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考及分析問題的能力,以及對幾何圖形的空間想象能力,力求讓每位學(xué)生都掌握解決這類題目的方法.
參考文獻(xiàn):
[1]羅神燕.初中數(shù)學(xué)教學(xué)中有關(guān)折疊問題的解題研究[J].科學(xué)咨詢,2019(18):40.
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[責(zé)任編輯:李璟]
作者簡介:暢英英(1991.3-),女,山東省德州人,本科,從事初中數(shù)學(xué)教學(xué)研究.