刘银
解三角形问题是高考中的基本题型之一,这几年的全国卷往往以一道选择题(或填空题)和一道解答题的形式出现,占有比较重要的地位,
解三角形问题往往与平面几何、三角函数、平面向量、基本不等式等相关知识交汇,突出对转换与化归思想、数形几何思想、数学建模思想及其应用能力的考查,
解三角形问题的求解关键在于认真审题、合理转化、选择合适的方法、优化计算.
对于只涉及一个三角形的问题,合理利用正余弦定理可解决大多数此类问题.如果问题中涉及多个三角形,如何分析题设条件,寻找各个三角形的内在关系,合理利用所学知识刻画点线位置关系成为解题关键,本文拟例说笔者的认识与思考.
1试题呈现
(广东省佛山市2021届高三上学期教学质量检测卷.18)如图1,在梯形ABCD中,AB∥CD,
点评找到a,β的两个关系即可求出两个角.关键在于用平面几何知识找到这两个角的正切有比例关系.此法简单,计算量低,但几何关系不好找,学生不易察觉.
点评问题条件可归结到△ABC,△BDC这两个三角形中,这两个三角形都只有一边一角两个已知条件,利用BC这条公共边以及正弦定理可以得到角a的一个方程,思路清晰,但大部分学生难以想到,计算量也偏大,此法对于学生寻找变量关系以及锻炼数学思维有比较好的价值,
解法3把题目条件集中到△ABC中,利用余弦定理可以得到边角关系.
点评用斜率来表示点坐标,AC⊥BD这个条件转化为直线BD和直线AC的斜率乘积为一1.与解法4一样,此法简洁明了,题目条件转化自然,计算量和思考量偏低,学生容易理解,只是引入的变量不同,学生更习惯解法4的变量引入,
点评 这个方法与上面的方法异曲同工,解法4引入高作为变量表示点坐标,解法5用直线斜率表示点坐标,解法6用角来表示点坐标,这都是坐标法中常用的变量.再利用斜率与倾斜角的关系得到需要的方程进行求解,计算量偏低,是不错的解法,
点评 用向量可以刻画把题目条件中的定比分点和垂直关系.这里还用到了向量处理平面几何问题中的“基底法”.取一组基底CB, CD,把CE, BD用这组基底表示就可以实现问题的解答,思路清晰,但学生不容易想到;计算量不大,对学生思维锻炼价值较大.
3 感悟反思
解四边形的问题,本质上还是解三角形的问题.如何把四边形分割成可以利用的三角形是我们首先要解决的问题,在解法1,2,3中,分割的三角形是需要的三角形,然后需要寻找它们之间的关系,用正弦定理,余弦定理,两角和的正切公式等解三角形,在解法4,5,6中,用坐标来刻画点线的位置关系,分别引入了高、斜率和角作为变量来表示点的坐标,充分展示了坐标法在这类问题中的应用,解法思路简洁,计算量低,体现了用解析法解决平面几何的优点,解法7利用向量,可以方便的表示直线上的定比分点和两条直线的垂直关系,向量是平面几何问题中的解题利器,最新修订的《普通高中数学课程标准》对平面向量与解三角形提出的要求是:会用向量方法解决简单的平面几何问题、力学问题及其其他实际问题;能用余弦定理、正弦定理解决简单的实际问题,以上的这些方法都是学生需要掌握的知识和方法.
数学教學中,我们要启发学生寻求一题多解,培养创新意识,充分挖掘题目条件,把题目条件转化成我们熟悉的数学语句,灵活运用所学的数学知识,不断突破思维定势的束缚,在探索比较中寻找解题的最优方法,在高三复习的过程中,不能只注重题海战术,更要引导学生在弄清概念、公式、定理的本质的同时,感悟知识的内在联系,深入拓展,寻求通性通法,教师可以通过这样的例题的讲解,从整理上把握教学内容,加强学法指导,从而提高学生的数学核心素养水平,
参考文献
[l]李英.一道解三角形题的解法探究和思考[J]中学数学月刊,2020(10):57-58