北京高中數(shù)學(xué) 面積計算(三十)
接下來我們來看平移、對稱和旋轉(zhuǎn)。
前面已經(jīng)提到,所謂剛體變換就是保持圖形的大小、形狀的變換——僅僅改變一下圖形所在位置而已。常見的剛體變換有對稱、平移、旋轉(zhuǎn),不常見的有。。。我還真不知道不對稱的剛體變換有啥?似乎就是這三種以及把它們其中若干中結(jié)合起來。。。
首先我們來看什么是平移?平移就是。。。你會發(fā)現(xiàn)腦海中可以浮現(xiàn)出平移的樣子,但是要給出比較準確的定義是很困難的,就像時間,我們都有時間的概念,但是如何定義時間?
這個也可以給孩子作為一個練習(xí),一方面可以考察孩子的幾何水平,一方面考察孩子的語言表達能力,除了孩子會有點不開心并沒有什么其他不良的副作用。
所謂平移,就是指將圖形沿某一固定方向移動一定距離。容易看出,移動后的圖形和原圖形之間,對應(yīng)的線段除了長度不變以外,位置是平行的。
也就是說:平移會產(chǎn)生大量的平行四邊形,這就是平移的核心。當(dāng)然,我們建議在給孩子做了一些練習(xí)之后,讓孩子自行總結(jié)出這條規(guī)律。
例:兩條長為1的線段AB和CD相交于O,且∠AOC=60°。求證:AC+BD≥1。
怎么去啟發(fā)孩子思考呢?
平面幾何的證明,等式的結(jié)果多,不等式的結(jié)果少。而且從結(jié)論來看,是兩條線段的長度和大于第三條線段長度,這就應(yīng)該是突破口。
我們不把話說死的原因是有不對的可能,但是你必須得有一個方向,無論這個方向是對是錯,對了我們就往下走,錯了判斷出錯然后回頭。啥方向都沒有比錯誤的方向要可怕的多。因為三角形中的不等式我們只學(xué)過一個結(jié)論:三角形兩邊之和大于第三邊,所以在第一時間往這個角度考慮就是必然,萬一做不下去大不了我們再調(diào)整,調(diào)整了半天做不出來那就。。。做不出來唄,還能怎么辦?怎么所有的數(shù)學(xué)題孩子都必須會做?
AB或者CD都是長度為1的線段,所以這個大于等于1我們可以從兩條里面隨便挑一條,萬一不對就換一條,但是現(xiàn)在的問題是AC、BD以及AB或者CD都構(gòu)不成一個三角形,那么應(yīng)該怎么辦呢?
沒錯,平移,如果我們能夠把這幾條線段平移到一個三角形中去,那題目就做完了。
很顯然,我們只能平移一條,然后構(gòu)成三角形,然后證明第三條邊的長度恰好是AB,CD或者1——否則我們直接構(gòu)成三角形了,但是構(gòu)成三角形的前提就是上面的不等式成立,這就等于用結(jié)論證明結(jié)論,陷入了循環(huán)論證的誤區(qū)了。
思路理清楚了,我們開始嘗試。我們過B作BE平行且等于AC,于是BECA就是平行四邊形了,EC=AB=1,BD+AC=BD+BE>。。。
DE?
為什么是DE?DE的長度也是1么?
別著急,再仔細審題我們就會發(fā)現(xiàn),還有一個條件沒有用:∠BOD=60°。平移以后得到∠DCE=60°,于是△CDE是正三角形,你看,這不就解決了?
事實上,像這種特點很明顯的輔助線添法的簡直就是福利,接下來我們來看一些不那么容易想到用平移的例子。
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