张杰
数学学习需要研究解题的思路,更需要掌握科学的研究方法。学会自我设问,将数学问题分解成若干个子问题,驱动自己的思路拓宽和思维发展,是一种行之有效的学习方法。从解题思路来说,要善于架设桥梁,如架设连接几个已知条件之间的桥梁、架设未知与已知之间的桥梁。这里以解直角三角形中两个问题的探究为例,和大家聊聊自我设问的探究方法、巧架桥梁的解题思路。
例1 (苏科版数学教材九年级下册第110页例3)如图1,在△ABC 中,AC=8,∠B=45°,∠A=30°,求AB。
【自我设问】我们可以从以下几个方面给自己提出问题:
第一,从哪个地方入手?△ABC 不是直角三角形,但已知两角和一边的三角形是确定的,换言之,所有未知的边和角都可求,但现有的手段就是解直角三角形,故设法作垂线构造直角三角形,达到“化斜为直”的目的。如图1,过点C 作CD⊥AB 得到两个直角三角形△ACD 和△BCD。
第二,从边入手考虑有何发现?显然,连接△ADC 和△BDC 的桥梁是公共边CD。
第三,出现两个直角三角形后可直接解决什么问题?
在Rt△ADC 中,AC=8、∠A=30°已知,其他元素都可求,如∠ACD=60°,CD=4,AD=4 3。
第四,求AB 的突破口在哪里?在Rt△BDC 中,∠B=45°已知,还差一条边。这条边非CD 莫属,至此,CD 边“登场”。
【巧架桥梁】
许多求图形线段长度和角的度数的问题都能归结到解直角三角形。学习了“解直角三角形”以后,同学们都知道,在一个直角三角形中,除直角外的五个元素中,至少知道两个元素,其中至少一个元素是边,即已知一边一角或两边,就能求出其他元素,这个过程就叫作解直角三角形。有时,问题中的直角三角形可能不止一个,这就需要研究问题中几个直角三角形边与边、边与角的关系,并以这些关系作为“桥梁”连接几个三角形,从而使问题得以解决。
由此可见,解题的关键是抓住这两个直角三角形的公共边CD,它是连接两个直角三角形的桥梁。
例2 如图2,水库堤坝的横截面成梯形ABCD,DC∥AB,背水坡AD 的坡角为45°,坡长为3 2m,坝顶宽DC=2m,坝底宽AB=9m。求迎水坡BC 的坡度i。
【自我设问】
第一,由梯形ABCD 想到什么?
第二,由“AD 的坡角为45°,坡长为3 2m”能得到什么?
第三,求迎水坡BC 的坡度i 需要求哪些量?
请同学们自主回答设问的问题。
【巧架桥梁】
我们知道,坡度=铅垂高度∶水平宽度,要得到铅垂高度和水平宽度,自然联想到作CE⊥AB,将求坡度转化为求CE 和EB 长的问题。从条件“AD 的坡角为45°,坡长为3 2m”应该想到过点D作DF⊥AB,这样将梯形分割成矩形DCEF 和两个直角三角形(Rt△AFD 和Rt△BEC),这两个直角三角形有一组边相等,这样就架设了沟通Rt△AFD 和Rt△BEC 的桥梁。抓住梯形中相等的高这个桥梁,问题解决可谓不费吹灰之力。请同学们自主完成解答过程。
纵观这两个例题,最后都转化为解直角三角形。所以,我們以后无论遇到几个这样的直角三角形,只要紧扣这些直角三角形边之间的关系,学会自我设问,巧妙架设桥梁,解题思路便信手拈来。
(作者单位:江苏省泰兴市济川初级中学)