穿梭在“一般”与“特殊”之间

来源 :初中生世界·八年级 | 被引量 : 0次 | 上传用户:rainxiao
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  人类认识世界,通常经历从“一般”到“特殊”,或从“特殊”到“一般”的过程,“特殊[?]一般”也是数学的重要思维方式。“平行四边形”这一章就蕴含着这一认识问题的重要方法策略。下面通过两例与同学们分享“一般”与“特殊”之间的微妙关系。
  一、从一般到特殊
  例1 如图1,以△ABC的三边为边在BC的同侧分别作三个等边三角形,即△ABD,△BCE,△ACF。
  (1)求证:四边形ADEF是平行四边形;
  (2)当△ABC满足什么条件时,四边形ADEF是矩形;
  (3)当△ABC满足什么条件时,四边形ADEF是菱形;
  (4)当△ABC满足什么条件时,四边形ADEF是正方形。
  【分析】由等边三角形容易得到△ABC≌△DBE,根据全等三角形对应边相等和等边三角形的性质,结合“两组对边分别相等的四边形是平行四边形”可以解决第(1)问;由此,只要四边形ADEF存在,则这个四边形一定是平行四边形,所以若为矩形、菱形或正方形,分别是从“角”“边”或“边、角”双管齐下逐步特殊化,这个特殊化的过程是通过△ABC的边和角具有特殊数量关系体现出来的。例如:若要[?ADEF]为矩形,只需一个角是直角,此“重任”落在∠DAF的“身上”,结合周角360°与等边三角形每个角是60°,可知∠BAC=150°符合题意。再如,若要[?ADEF]为菱形,则一组邻边(AD、AF)相等即可,“转移”到△ABC中,则为AB=AC,不过需要友情提醒的是:以[?ADEF]存在为前提哦!正方形则是矩形、菱形的结合。
  【简解】(1)由△ABD、△EBC是等边三角形,易得△ABC≌△DBE,则DE=AC。又AC=AF,所以DE=AF,同理DA=EF,所以四边形ADEF是平行四边形。
  (2)当∠BAC=150°时,四边形ADEF是矩形。理由:由△ABD、△FAC是等边三角形可得∠BAD=∠FAC=60°,要使得∠FAD=90°,则∠BAC=150°。
  (3)当AB=AC且∠BAC≠60°时,四边形ADEF是菱形。理由:由∠BAD=∠FAC=60°,∠BAC≠60°,所以D、A、F不共线,所以?ADEF一定存在;由△ABD、△AFC是等边三角形可得AD=AB,AC=AF,因为AB=AC,所以AD=AF,所以?ADEF是菱形。
  (4)当AB=AC且∠BAC=150°时,四边形ADEF是正方形;结合(2)(3)易证结论,理由略。
  【归纳】从“四边形→平行四边形→矩形、菱形→正方形”的认识过程,是从“一般”到“特殊”到“更特殊”的过程,所以在图形的判定过程中,“要求”越来越高,由本题我们可以窥见一斑。而在图形的性质方面,从“一般”到“特殊”的过程中,特殊的图形不仅具有一般图形都具备的共性,还具备自身独特的“特性”。从图形的对称性、边、角、对角线四个方面,随着“四边形→平行四边形→矩形、菱形→正方形”的演变历程,性质越来越多,同学们牢牢把握这条“线索”,有助于对性质的理解与掌握,在解决问题的过程中也能逐渐得心应手。
  二、从特殊到一般
  例2 如图2,菱形ABCD的对角线AC、BD相交于点O,AC=3,BD=4,求菱形ABCD的面积。
  【分析】菱形ABCD的面积可以看成△ABD和△BCD的面积之和。因为菱形的对角线互相垂直,经过适当变形,它的面积就是对角线乘积的一半。
  【简解】因为四边形ABCD是菱形,则AC⊥BD,所以S菱形ABCD=S△ABD S△BCD=[12]·AO·BD [12]·CO·BD=[12]·BD(AO CO)=[12]·AC·BD=[12]·3·4=6。
  【歸纳】因菱形的对角线互相垂直这一性质,使菱形的面积计算方法除了有平行四边形的面积计算方法(边与高的乘积),还有对角线乘积的一半,这恰好体现了前面所说的从“一般”到“特殊”的过程。细细想来,菱形的对角线互相垂直“带来”的特殊的面积计算方法,对于一切对角线互相垂直的四边形都成立。如图3,四边形ABCD,对角线AC⊥BD于点O,同例2推理过程不难得到:S四边形ABCD=[12]·AC·BD。由此,对于对角线互相垂直的四边形来说,这一面积计算方法具有通性,这正体现了从“特殊”到“一般”的过程。特别提醒:正方形的面积计算方法除了边长的平方,还有对角线平方的一半哦。
  学习数学的过程是基于理解的过程,是对问题的认识不断深入的过程。同学们在学习的过程中,既要学会“瞻前”,还要知道“顾后”,逐步形成整体的知识体系,利用好“一般”与“特殊”之间的辩证关系,这有助于我们对问题的认识越来越深刻。
  (作者单位:江苏省无锡市河埒中学)
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