大千世界,到處都在發生或明顯或隱蔽的運動與變化。迅速的變化令人目眩神迷,緩慢的變化讓人不知不覺。但是,正如有些例子一樣,在變化的過程中,常常有相對不變的東西……(引自《數學金刊》初中版2010年第2期),下面就《變形》問題中所蘊涵的數學思想作一個簡單的梳理和回顧。
一、翻折問題
如圖:△ABC是一個三角形紙片,點D、E分別是△ABC邊上的兩點,如果沿直線DE折疊(圖1),則∠BDA′與∠A的關系是___。
方法一:可以利用三角形的外角性質(∠BDA′=∠A+∠DA′E)得到;
方法二:利用四邊形BDA′C的內角和為360°得到;
變式一:△ABC是一個三角形的紙片,點D、E分別是△ABC邊上的兩點,如果折成圖2的形狀,猜想∠BDA′,∠CEA′和∠A的關系。
分析:本題要找的三個角在位置上沒有直接的關系,我們可以通過添加輔助線,連結AA′,利用三角形的外角性質,即在△DAA′和△EAA′中∠BDA′=∠DA′A+∠DAA′①,∠CEA′=∠EA′A+∠EAA′②,兩個等式左右兩邊分別相加,可得∠BDA′+∠CEA′=(∠DA′A+∠DAA′)+(∠EA′A+∠EAA′)=2∠A。當然本題也可以不添加輔助線,直接利用四邊形的內角和得到。
變式二:如果折成圖1的形狀,猜想∠BDA′、∠CEA′和∠A的關系,并說明理由。
分析:當點A′被折到CE的下方時,三個角同樣沒有直接的聯系,這就要求學生有一定的空間想象能力,將目光鎖定在局部,∠BDA′=∠DOA+∠A①,∠DOA=∠A′+∠CEA′②,把②代入①整理可得∠BDA′-∠CEA′=2∠A。
梳理和回顧:在完成前面三個題的基礎上,教師引導學生總結:三個結論都與2∠A有關系,這是與翻折問題中的對應角相等是分不開的。
同時我們還可以引導學生探究,對于本題的條件,你認為還可以將∠A怎樣折?有學生在前面的基礎上提出還可以折向BA的右上方,此時我們希望學生自己作出圖形,并且得出結論。有了前面三題做鋪墊,學生就很容易完成了。而且還有部分學生想到,雖然圖形與第三圖不同,但本質是一樣的,因此結論稍微改變即可。由此可見,這類變式題目對于學生的思維培養是非常有幫助的。
二、角平分線問題
題目原型:如圖4,BP是∠ABC的角平分線,則∠ABP與∠PBC的關系是,∠BPC與∠A的大小關系是______,依據是什么?
分析:圖4直接考角平分線的性質及外角的性質,幾乎所有的學生都能完成;點P是△ABC內一點,∠BPC與∠A的大小關系是什么?
變式一:點P是∠ABC、∠ACB平分線的交點,則∠BPC與∠A的關系是什么?
變式二:點P是∠ABC平分線和∠ACB外角平分線的交點,則∠BPC與∠A的關系是什么?
變式三:點P是∠ABC與∠ACB兩外角平分線的交點,此時∠BPC與∠A的關系是什么?
引申探究:
探究(1),在△ABC中,∠C=90°,點P是∠ABC的角平分線和∠BAC外角平分線的交點,則∠P的度數為_________。
探究(2),如右圖,在△ABC和△D