知整体 明方法 重策略

2023-09-29 07:34张卫明
初中生世界 2023年34期
关键词:综合法重合线段

文/张卫明

“全等三角形”是苏科版数学教材八(上)第1 章内容,是初中几何的重要内容之一。本章的学习,不仅可以丰富同学们对已知图形的认识,也为后面学习等腰三角形、四边形、圆等知识打下基础,为研究相似三角形提供了思路。现从单元整体上做如下梳理。

一、整体理解全等三角形的结构体系

本章围绕全等三角形的性质和判定展开,重点探究全等三角形的判定条件,并应用全等三角形的知识,掌握两个尺规作图:①作一个角的平分线,②过一点作已知直线的垂线。同学们在本章也较为系统地学习了直接证明方法中的综合法,“利用已知条件和某些数学定义、公理、定理等,经过一系列的推理论证,最后推导出所要证明的结论成立”。综合法往往由已知条件出发,不断推出新结论,直至这个结论就是所求的结论。同学们要学会用综合法证明有关三角形全等的命题,学会逻辑推理,并用规范的数学语言表达,发展演绎推理能力。

二、感悟体会全等三角形的学习方法

1.在操作中感悟全等三角形的判定

在学习了全等三角形的定义和性质后,“具备怎样的条件,两个三角形就全等”这一问题便顺势而生。从三角形组成元素的角度出发,将笼统的“完全重合”转变为具体的、可操作的“寻找有效条件”。以“两边及其夹角相等的两个三角形全等”为例,我们可尝试完成两次操作。操作一:用长方形纸片剪出一个直角三角形,使剪出的直角三角形与另一个直角三角形重合,根据两直角边相等,可得到两个三角形全等;操作二:用直尺和圆规作△ABC(图略),使得∠A=∠A′,AB=A′B′,AC=A′C′,进一步体会结论的正确性。

2.在运动中体会全等三角形的性质

我们可以借助图形的运动来学习全等三角形的性质。两个三角形经过平移、翻折、旋转后完全重合,提供了识别全等三角形对应顶点、对应边、对应角的方法,有助于形成良好的空间观念。

例如,如图1、图2,可以通过平移使两个三角形完全重合,快速找到两个全等的三角形的对应元素。

图1

图2

如图3、图4,可以通过翻折使两个三角形完全重合。

图3

图4

如图5、图6,可以通过旋转使两个三角形完全重合。

图5

图6

三、研磨凝练全等三角形的解题策略

“全等三角形的对应边相等、对应角相等”,借助这样的性质,我们可以证明线段相等、角相等,在此基础上,可进一步探究线段之间的数量关系和角之间的数量关系。由此可见,全等三角形是几何证明的重要工具。这里提供两种全等三角形的解题策略。

1.洞悉条件,巧选判定方法

三角形的全等判定一般有四种方法:SAS、AAS、ASA、SSS,直角三角的全等判定除了前面四种方法,还有HL。我们发现,至少有三个元素相等方可判定两个三角形全等,且至少要有一组边对应相等。全等三角形的判定有多种方法,不同的判定方法的条件也是不同的。我们先要观察待证全等的两个三角形中,已有哪些条件,再恰当选取判定方法。题目通常会给定全等三角形判定所需的两个条件,我们再推理出第三个相等要素即可(如例1)。

例1(2022·陕西)如图7,在△ABC中,点D在边BC上,CD=AB,DE∥AB,∠DCE=∠A。求证:DE=BC。

图7

【分析】要证明DE=BC,只需求证△ABC≌△CDE。已知这两个三角形中有一组对应边相等和一组对应角相等,即AB=CD,∠A=∠DCE,且边是角的邻边。根据上面的分析,我们可通过找AC=CE或∠B=∠EDC来证明△ABC和△CDE全等,由条件DE∥AB可推出∠B=∠EDC,从而解决问题。

2.添线搭桥,构造全等三角形

当要证在两个三角形中的两条线段或两个角相等时,我们可直接证明这两个三角形全等。但有时要证的相等线段或相等角不在两个全等的三角形中,这时我们就需要添加辅助线,构造全等三角形,搭建已知与结论之间的“桥梁”。添加合适的辅助线往往能“绝处逢生”(如例2)。

例2如图8,AC=AD,BC=BD,求证:∠C=∠D。

图8

【分析】要证明∠C=∠D,但∠C和∠D并不在两个三角形中。因此,我们可以连接AB,构造出△ABC和△ABD。这样∠C和∠D分别在△ABC和△ABD中,即转化为求证△ABC和△ABD全等,根据“SSS”即可证得。

全等三角形是初中数学中几何学习的基础,也是发展推理能力的关键。要想学好全等三角形,同学们要学会从整体的视角研究问题,学会用数学的思维思考问题,明晰学习方法,凝练解决问题的策略,积累数学活动经验。这样我们就会打开更广阔的数学思维空间,能够更深入地探索几何学的奥秘。

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