一道初中数学题目的分析和试错全部展现(发现我们是如何思考的)
来源:未知发布时间:2017-06-28
以下是初中比较有难度的初中数学选择题,我把整个我们思维的过程,试错的过程记录下来。希望能给予孩子们做为参考,希望他们思考一个问题会有错误的思考,也会有没有用的思考,没有人一下子就能马上做对每个题目,都是在不断的探究过程中摸索出来的,而这种探究思维,这种数学精神,正是IB需要的,这种表达方式也是IB学习需要的。我建议给初中的孩子看看,如果能够打印出来,更加好,我相信给予孩子有些不一样的感觉。问问他们是否有不一样的感受。
思维分析:
当我们遇见这样的题目的时候,我们如何思考?如何开始我们的分析?
下面我介绍一种分析方式。
叫步步定量分析法
基本思路是:从已知条件出发,一句话一句话的读出其中的信息。确定其范围,慢慢缩小可能性,最后得出解题思路。
好的,我们使用上面的这个例子来分析。
首先读取第一句题目文字“点O是矩形ABCD的中心”这句话告诉我们他这个是矩形,矩形大家知道可能是长方形,或者是长方形的特殊情况正方形。所以出现了模糊情况,这不是一个定量描述。
第二句,E是AB上的点,这句话告诉我们点E可以在AB上动来动去。
第三句,沿着CE折叠之后,点B恰好与点O重合。这句话信息量很大,背后隐藏的东西很多。我们做个实验,你可以试着用纸张或者在草稿纸上画看看,随意的长方形,很难使得点B折叠后恰好与点O重合。那是什么东西决定着点B和点O能重合呢?这个疑问我们留着。读读接下来的条件我们再分析。
第四句,若BC=3,这话是一个定量的具体条件,直接导致我们知道我们能在纸上画出一个确定的矩形的一边,BC边长度是3,这是毫无疑问的。那么我们推断,BC边长确定了,但是矩形另外的边长AB没有定啊?(意思是说我们不知道他有多少长度,心里想,要是知道他的长度也许会对我们分析有帮助)
好,我们在结合起来一起看问题。我们经常要使用的技能是,要把不确定的东西通过分析一步步的确定起来。这是通过分析推理得出来的。
我们从疑点出发,第三句话的疑点是,什么东西决定着B和O重合?第四句,如何确定AB长度?这两个疑问会不会存在关联呢?
我们分析,如果调试AB长度达到适合的位置,是否存在一种情况是使得点O刚好与点B折叠后重合。我们可以知道,这是明显的,肯定存在一种特殊情况符合这种情况。但是我们又不知道到底是多少的时候,符合。这种我们经常使用的解决方式就是方程法。方程可以使得我们算出,符合题目要求的特殊值。但是我们先别这样做先,我们看看是否还有新的发现。
折叠这个词汇包含一个信息,我们需要挖掘。那就是折叠后,CB=CO,角B等于角度COE=90度。
CB定了,那么OC和OA都是定了,都是等于3。哦,这下好了。对角线已经定了,又有一条边确定了,这个三角形或者矩形就确定了。三角形或者矩形定了,意味着AB肯定是可以计算出来的。点E的位置也是肯定可以计算出来的。因为折叠的方法只有一种。只是我们现在不知道是多少而已。这我们肯定可以通过方程式来计算出来的。(一般都是这个方法的)
这时候,我们标记数据进入图形中,观察,发现在三角形CAB中,CB=3,AC=6,而且是斜边和直角边的关系,那么我们依照过去的经验,马上判断出角度CAB为30度,进一步推理出来,角度ACB等于60度,咦,突然发现CE刚好平分角度ACB。马上得出,60除以2等于30度。马上把这些信息标记在图形里。
观察题目的问题是求出CE长度,CE是两个全等直角三角形的斜边。我们想到了勾股定理来解决。但是发现,我们不知道OE或者EB长度,无法用勾股定理直接计算出来。
但是我们上面已经知道角度OCE等于30度,是个特殊角度。性质是直角边等于斜边的一半,但是现在直角边还是不告诉我们,怎么办呢?
这种情况下我们可以使用几种方法来解决,计算出OE或者EB。
第一种,方程法。设OE为未知数x,建立方程组。为何我们使用方程法呢?是因为我们知道了三角形ACB的大小,所以敢肯定OE是可以计算出来的,也就是点B折叠后得到和O重合这个条件可以建立方程,把描述性语言翻译成为数学符合关系式就是建立方程的根本思想。
假设OE为X则,CE就是2X,原因是角度OCE是30度。通过勾股定理可以建立方程。
3的平方加上X的平方,等于2X的平方。解方程会得出X等于正负根号3。排除负数不符合实际长度的表达方式,剩下根号3=X.那么CE自然等于OE的两倍啦,于是CE=2乘以根号3.选择答案A.
方法二,我使用相似三角形的性质来分析。任何的30度直角三角形都是初级30度对应的直角边边长为1的长度的相似三角形。 这个初级原始30度直角三角形我们称为原始30度直角三角形。既然是相似三角形,那么就是意味着从原始三角形扩大n倍得到的三角形,如果n是大于1的数,那么是增大的,如果n小于1则是依照比例边长减少的。原始三角形的边长可以计算出来,三个边长分别为1,2,根号3.记住这是要经常用到,能记住最好,但是也要知道是如何计算出来的。意思是说,任何比这个原始30度直角三角形大的30度直角三角形,都是这个原始三角形的边长的倍数。
分析本题目,分析已知边长OC对应原始30度直角三角形的根号3那条边长,意思是这个三角形从原始三角形扩大N倍数得到的,但是N是多少?我们需要计算。建立一个小方程算式,即:根号3的N倍=OC=3。求出N是根号3.也就是说,比原始30度直角三角形每条边长扩大了N倍,依照这个推论,其他边长也是扩大同等倍数。
CE长度是从原始的边长是2扩大了根号3倍得来的。于是有:2乘以根号3=CE
所以得到答案A.
方法三,使用勾股定理和30度角度性质,比例。得出结论。(本方法是和学生探讨好得出,自己没有想到,其实也是非常妙的)
仔细观察,我们发现三角形AOE,OEC,CEB是全等三角形,这是很容易证明的。前提是我们发现CE平分角OCB.计算知道角OCE等于30度情况下。既然三角形全等,那么AE=EC.因为折叠,所以OE=EB.那么AB其实就是等于AE=EB+AE,因为角ECB等于30度,所以CE是EB的2倍,CE=AE,所以AE=2EB,也就是说AB刚好可以分成3等分,其中点E就是在从B点出发的三分之一上,也就是我们只要计算出AB,那么三分之二就是AE,也等于CE.
好,我们开始用勾股定理计算出AB。AC的平方减去CB的平方,等于AB的平方。计算出AB=3倍根号3,刚好等于三段,每段是根号3.其中AE=2倍根号3.等于CE的长度,所以选择A.
第四种方法是使用三角函数解决。欢迎有兴趣的朋友自己玩玩。
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