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      特殊四邊形背景下的歸納推理問題

       妍小青 2023-07-02 發(fā)布于上海

      # ONE

      在幾何問題中,也滲透著“歸納推理”思想。最常見的就是點的運動問題,某個結論在線段上成立,其采用的思想方法和問題解決的途徑在線段延長線上亦然成立。再比如,一些數(shù)學模型也是從大量的問題中凝練而來,當然也滲透著歸納推理的思想,能否抽象出模型,并應用于新的情境中,成為了問題解決的關鍵。

      part1


      「問題背景」


      part1


      解法分析:本題的第(1)小問的解決有以下三個切入點:
      解法1:根據(jù)CE是∠ACD的平分線,可以求出圖中所有角的度數(shù),繼而得到△BCE為等腰三角形,從而得到DE的長。

      解法2:根據(jù)CE是∠ACD的平分線,利用角平分線的性質定理,向角的兩邊作垂線,通過解直角三角形的方式求出DE的長度。

      解法3:根據(jù)CE是∠ACD的平分線,可得∠ECO=22.5°,從而利用特殊角的三角比可以求出DE的長度。

      問題一般化:若正方形的邊長為a,則如何用含a的代數(shù)式表示DE的長度?通過以上分析,可以發(fā)現(xiàn)方法1最為簡單,同時可以得到DE=√2a-a
      解法分析:本題的第(2)問可以用以下兩種方法進行解決:
      解法1:根據(jù)第(1)問的解法1可得∠FEB=∠ECD,BE=BC=CD,從而得到△BEF和△DCE全等,得到BF=DE,進而求出AF的長。

      解法1:根據(jù)第(1)問的解法2,利用“一線三直角模型”構造全等三角形,從而得出AF=2AM。


      part2


      「方法歸納」


      part2


      解法分析:變式問題1在基本問題的鋪墊下,可以得到△DEF也是等腰三角形,從而得到AF=AD-DE。

      通過上述問題1和變式問題的探索,我們可以抽象出一個基本圖形,并且得到更為一般化的結論,繼而解決變式問題2。
      因此注重圖形的觀察,選擇合適的方法,才能歸納出問題解決的一般方法,進而抽象出數(shù)學模型,助力問題解決。


      part3


      「問題變式」


      part3


      解法分析:本題雖然將題目中的正方形變?yōu)楹?0°角的菱形,但是圖形雖然變了,但是圖形的對稱性沒有變,角和邊的特殊性沒有變。
      對于第(1)問的可以遷移原問題的第(1)問而來,即發(fā)現(xiàn)△ECD為等腰三角形。

      對于第(2)問的解決,由第(1)問的全等類比遷移為相似,或者采用解三角形的形式亦能達成目的。

      低于第(3)問的解決,可以利用EG-BC-X型基本圖形,也可以利用解三角形進行解決。


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