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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(jié)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(guān)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(zhì)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(gòu)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(jié)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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