感悟四邊形中的數(shù)學(xué)思想

田家來(lái)

數(shù)學(xué)思想是數(shù)學(xué)的“靈魂”,是分析問(wèn)題?解決問(wèn)題的“金鑰匙”.我們?cè)趯W(xué)習(xí)數(shù)學(xué)時(shí),除了要注意解題經(jīng)驗(yàn)的積累外,還應(yīng)關(guān)注數(shù)學(xué)思想的總結(jié).現(xiàn)將與四邊形有關(guān)的數(shù)學(xué)思想歸納如下.

一?方程思想

例1如圖1,在矩形ABCD中,AB = 6,BC = 8.若將矩形折疊,使點(diǎn)C與點(diǎn)A重合,則折痕為EF.試求折痕EF的長(zhǎng).

解析: 如圖2,連接AC,AC與EF交于點(diǎn)O.連接AF?CE.因?yàn)檠谽F折疊后點(diǎn)C與點(diǎn)A重合,所以△AEF和△CEF關(guān)于EF對(duì)稱,所以O(shè)A = OC,EF⊥AC.因?yàn)樗倪呅蜛BCD是矩形,所以AE∥FC,所以∠1 = ∠2.又OA = OC,∠AOE = ∠COF,所以△AOE ≌ △COF.所以O(shè)E = OF.所以四邊形AFCE是平行四邊形.又因?yàn)镋F⊥AC,所以AFCE是菱形,所以AF = FC.在Rt△ABC中,AB = 6,BC = 8,所以AC = 10.所以O(shè)A = OC = 5.設(shè)BF = x,則CF = 8 - x,故AF = 8 - x.在Rt△ABF中,有x2 + 62= (8 - x)2,所以x = .所以CF =.在Rt△FOC中,有OF === ,所以EF = .

點(diǎn)評(píng):特殊四邊形折疊問(wèn)題中,求線段的長(zhǎng)度,往往是根據(jù)折疊性質(zhì)(相應(yīng)的邊?角相等),通過(guò)勾股定理建立方程解決.

二?分類討論思想

例2在四邊形ABCD中,AD∥BC,AB = CD,AC與BD相交于點(diǎn)O,∠BOC = 120°,AD = 7,BD = 10,求四邊形ABCD的面積.

解析: 滿足條件的四邊形既可能是等腰梯形,也可能是平行四邊形,所以應(yīng)分類加以討論.

(1)當(dāng)四邊形ABCD為等腰梯形時(shí),如圖3.過(guò)點(diǎn)D作DE∥AC交BC的延長(zhǎng)線于點(diǎn)E,作DF⊥BC于點(diǎn)F.由∠BOC = 120°,知∠OBC = ∠OCB = ∠DEF = 30°,故DF = DE = AC = BD = 5.在Rt△BDF中,根據(jù)勾股定理,得BF = = 5,故梯形ABCD的面積 = (AD + BC)·DF = (CE + BC)·DF = BE·DF = ·2BF·DF = 25.

(2)當(dāng)四邊形ABCD為平行四邊形時(shí),如圖4.過(guò)點(diǎn)B作BE⊥AC于點(diǎn)E,由∠BOC = 120°,得∠OBE = 30°,故OE = OB = .根據(jù)勾股定理,得BE = .在Rt△BEC中,由勾股定理,得CE = = ,OC = CE - OE = 3.故△BOC的面積 = OC·BE = .而ABCD的面積為△BOC的面積的4倍,故等于15.

綜上所述,四邊形ABCD的面積為25或15.

點(diǎn)評(píng):對(duì)于題中沒(méi)有給出具體圖形的題目,要對(duì)可能存在的各種情況加以討論,要注意不遺漏?不重復(fù).

三?轉(zhuǎn)化思想

例3如圖5,在ABCD中,對(duì)角線AC和BD相交于點(diǎn)O .△OBC的周長(zhǎng)為59,BD = 38,AC = 24,則AD =.若△OBC與△OAB的周長(zhǎng)差為15,則AB= ,ABCD的周長(zhǎng)為.

解析: 要求AD的長(zhǎng),根據(jù)已知條件可轉(zhuǎn)化為求BC的長(zhǎng).要求AB的長(zhǎng),關(guān)鍵是將△OBC與△OAB的周長(zhǎng)差轉(zhuǎn)化為平行四邊形兩鄰邊BC與AB的差 .

在ABCD中,OA = OC = AC,OB = OD = BD,所以有△OBC的周長(zhǎng) = OB + OC + BC = BD + AC + BC = 19 + 12 + BC = 59.所以AD = BC = 28 .

△OBC的周長(zhǎng) - △OAB的周長(zhǎng) = (OB + OC + BC) - (OA + OB + AB) = BC - AB = 15,而B(niǎo)C = 28,所以AB = 13.

所以ABCD的周長(zhǎng) = 2(AB + BC) = 2 × (13 + 28) = 82.

點(diǎn)評(píng):在解題中,對(duì)于比較復(fù)雜或陌生的問(wèn)題,常常通過(guò)轉(zhuǎn)化將其變?yōu)楸容^簡(jiǎn)單或熟悉的問(wèn)題來(lái)解決.

注：“本文中所涉及到的圖表、注解、公式等內(nèi)容請(qǐng)以PDF格式閱讀原文”。