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例谈“双勾模型图”的提炼及其应用
数学教学中,适时地对课本的定理进行适当的延伸与提炼,形成模型,再利用模型去分析和解决问题,能缩短思考时间,提高解题效率.下面举例说明.
1.题目
笔者在教学勾股定理内容时,为帮助学生形成新的模型图,给出下面这道题:
在中,于,求证: .
这是一道无图题,蕴含分类图,图有两种可能,如图1、图2.
题中有垂直且有线段的平方之间的关系,自然想到勾股定理.将图形看成两个直角三角形,利用勾股定理及两个直角三角形的公共边,便能得证.
即由,得
,
所以.
这个模型图在初中数学中应用广泛,我们把这两个图形形象地称之为“双勾模型图”.
2.双勾模型图的应用
例1 (2016年益阳中考题)如图3,在中,,求的面积.某学习小组经过合作交流,给出了下面的解题思路,请你按照他们的解题思路完成解答过程.
1.作于,设,用含的代数式表示.
2.根据勾股定理,利用作为“桥梁”,建立方程模型求出.
3.利用勾股定理,求出的长,再计算三角形面积.
解析 由双勾模型图3,得
.
设,则,
即,
解得.
,
即
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.
评析 本题求面积实际上是求一边上的高.利用双勾模型图1求出的长,然后利用勾股定理即可求出高的长.
例2 如图4,四边形中,.求证: .
解析 由双勾模型图1得:
,
.
将两式相减,得
,
即.
评析本题把图形看成两个双勾模型图(1),利用双勾模型图的结沦很容易解决,这也体现了利用模型图给解题带来的简便.
例3 如图5,在中,求证:.
解析 作于点,交的延长线于点,
则,.
由三,得
.
由双勾模型图1,得
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,
由双勾模型图2,得
.
两式相加,得
,
整理得,
,
即
评析 题中出现了线段之间的平方关系,易联想到勾股定理,为此作高构造直角三角形,形成了双勾模型图,利用这个模型图即可完成证明.
例4 如图6,正方形和正方形,、相交于点.若,求正方形和正方形的面积之和.
解析 连结.
由正方形和正方形,得
,
,
∴,
可得,
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∴.
从而
,
即.
由双勾模型图1及例2,易推得
,
由,得,
∴.
因此,正方形和正方形的面积之和为
.
评析 题中“正方形的母子图”中有一个重要的结论:与既相等,又垂直.由垂直,联想到双勾模型图,便能顺利解答.当然,解本题时,若有例2的模型图在心中,就更易解答.
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