对称是初中数学知识体系的重要构成部分,也是一种解决数学问题的常用方法.事实上,运用对称解决数学问题,因习题创设的情境不同,解题的思路存在一定的差别.一般情况下,都需要作出辅助线,构造对应的几何图形,通过灵活运用几何图形的性质,迅速找到突破口.
1 最值问题
最值问题是初中数学日常测试以及中考常考常新的一类习题.解题思路因题而异,其中通过对称,运用三角形的三边关系,可以迅速获得解题的灵感.解题的过程中,根据题干情境,确定对称的对象(一般是点),分析出点、线段的特殊位置尤为关键,可以联系所学及解题经验,积极尝试.
点评:明确四边形ADEB的周长由哪几条线段构成,作出辅助线,利用对称性进行等量代换,巧妙地将线段AD和BE转化到一个三角形之中,容易得出当D,A,M三点共线时,四边形ADEB的周长最短.
2 参数范围问题
求参数的取值范围一般运用不等式、函数知识进行分析.然而对于部分与几何图形相关的问题则需要另辟蹊径,通过对称构造出新的图形,运用对称的性质及几何图形性质,深入研究构造出的新图形,确定对应参数的上下限,得出最终的取值范围.
点评:该题难度较大,作出对称图形后,需要证明四边形ACHD为平行四边形,运用相似三角形构造比例关系.同时,需要充分挖掘隐含条件,运用三角形的三边关系构造不等式,进行线段关系的转化.
3 面积问题
初中数学中求解面积问题时主要运用规则几何图形的面积计算公式,对于不规则的几何图形,可以通过分割、补形转化成规则的几何图形后进行处理.但是对于部分习题,需要通过对称及联系所学判断出几何图形的轮廓,明确几何图形可以分成几个规则的图形,借助所给的已知条件计算出最终结果.
点评:该题的难点在于判断线段CC1扫过区域的轮廓,选取点P和点A、点D重合的特殊位置作点C关于直线BP的对称点.同时,运用已知条件、几何图形的性质判断线段CC1扫过的区域由哪些几何图形构成,逐一计算后求和.
4 角度问题
求解角度一般通过几何图形(等腰三角形、直角三角形、等边三角形)的性质、外角定理进行角度的转化、计算.但是对于部分习题,需要满足一定的条件,这就需要具体问题具体分析,尤其当题干中涉及最值问题时,可以通过对称,化抽象为直观,找到点的特殊位置后进行计算.
点评:解答该题需要突破两个关键点.其一,通过对称,作出辅助线,确定|PA-PB|最大时点P的位置,判断△A′BC为等边三角形;其二,灵活运用三角形的内角和、角度之间的关系进行角度间的正确计算.
综上所述,通过对称可以构造出新的几何图形,实现角度、线段间的等量代换,更快地找到解题思路,提高解题效率.其中对哪个对象作对称,关于哪条直线进行对称是难点.为有效地切入相关习题,需要扎实掌握与对称相关的基础知识,并在做题中不断积累经验,总结技巧,从而少走弯路.