我被學生提問難住了——幾何填空壓軸題思路探索
作為數學老師,解題是家常便飯,而遇到一時解不出來的題也并不少見,于是,分析自己解題思路受阻于何處,如何突破,進而領悟如何去引導學生。當然,被學生所提問題當場問住,的确也有些難堪,不過面子不重要,既然遇到困難,和學生一起思考,在這個過程中,其實也是教育學生,老師也會遇到一時想不出來的難題,此時示範給學生,如何才是面對困難不放棄。
題目
點P是△ABC内一點,∠PBC=30°,∠PBA=8°,且∠PAB=∠PAC=22°,則∠APC=_________°.
我的探索一:
将所有能求的角全都求出來,△ABC中,∠ABC=38°,∠ACB=98°,∠BAC=44°,進一步求得∠APB=150°,然後嘗試尋找∠APC與這些已知角的關系,設∠APC=x,則∠ACP=158°-x,∠BCP=x-60°,∠BPC=210°-x,然後便再也找不出等量關系了,探索失敗!
我的探索二:
僅僅尋找角之間的等量關系是不夠的,需要找到新的等量關系,方程才能列出來,看到AP兩邊∠PAB=∠PAC之後,聯想到角平分線,延長試下?
繼續表示新出現的角,∠DPB=30°,∠PDC=60°,∠DPC=180°-x,又無路可走了,和探索一出現的困難一樣,沒有找到新的等量關系列方程求解,探索失敗!
我的探索三:
是否需要構造全等三角形轉化角呢?利用角平分線,的确可以很方便地構造,在AB上截取AE=AC試下?
這次收獲比前兩次要大一點,圖中△APE≌△APC很容易證明,然而看上去似乎相等的BE和PE,始終沒辦法證明,探索失敗!
我的探索四:
不急,角平分線一定是突破口,于是角平分線有哪些性質?角平分線上的點到角兩邊距離相等?好,便是它,再來!
在角平分線上,不同的點都嘗試過一遍,全等三角形非常容易找到,可是問題依舊沒解決,看來僅僅依靠角平分線性質構造出的全等三角形,并不足以找到新的等量關系,探索失敗!
我的探索五:
陷入沉思後,回顧剛剛的探索過程,失敗了四次,并不是一點作用都沒有,至少基本方向确定了,角平分線一定能構造全等三角形,如果還能構造出特殊三角形,就能找到新的等量關系了。
等等!剛剛計算出的角度中,含有特殊角30°,60°,包含這種度數的三角形中,等邊三角形最特殊,而等邊三角形中,三線合一,其中一線正好就是角平分線啊!
仿佛受到啟發,在前面探索圖形基礎上,又進行了調整。
将角平分線AP延長,然後過點B作它的垂線,垂足為E,交AC延長線于點F,再連接PF。
其實和前面探索中某一個圖形很像,隻是所連線段不同,這樣作輔助線的好處是,全等三角形依然非常容易找到,此時圖中的△ABF是等腰三角形,AE是BF的垂直平分線,于是可證△APB≌△APF,在Rt△ABE中,我們可求出∠ABE=68°,于是∠PBE=60°,因此△BPF是等邊三角形,設想的目的已經達到了。
繼續推導,在等邊△BPF中,BC是PF的垂直平分線,于是CP=CF,所以∠PFC=∠FPC,前面已經證明的全等三角形可求得∠PFC=∠PBA=8°,因此∠FPC=8°,而∠EPF=30°,所以∠APC=180°-30°-8°=142°.
解題反思:
原來垂直平分線才是解這道題的關鍵!回過頭來看前面失敗的四次探索,無一次構造出了垂直平分線,都在角平分線性質和全等三角形内轉圈。而學生在思考過程中,也同樣經曆了失敗,例如探索一和探索二,學生也嘗試過,因此這兩種思路我也隻是簡單目測了一下,感覺不行,便沒有繼續浪費時間。然而構造全等三角形時,角平分線實在是太方便,所以就沒有繼續思考還有沒有其它特殊圖形,直到所有路都走死了,隻好轉身繼續深挖條件。
失敗的探索中,并非沒有益處,至少最後想到垂直平分線,還得多謝第四次失敗,當等腰三角形三線合一條件一出現,下意識感覺思路明朗了。因此在面對角平分線條件的時候,除了角平分線本身的性質之外,還需要聯系和它有關的定理。
當我在草稿紙上不斷嘗試推演時,學生一直在旁邊看着,不發一言,倒是我自言自語很多,最終當我擡起頭告訴學生,我解出來的時候,他臉上是崇拜和敬重,而不是我以為的嘲笑和輕蔑。
給學生講這道題,除了收獲解法之外,我想更重要的是做人的道理,正如我有困難求助于他人,而他人也在努力解決我的問題中遇到困難,我不可能在一旁嘲笑,而是要鼓勵與支持,提供力所能及的幫助,這才是正道。
愛數學做數學
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