实践操作型试题析解

来源 :中学数学杂志(初中版) | 被引量 : 0次 | 上传用户:sharapova60
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  所谓的实践操作试题,就是让学生通过具体的操作或借助于计算机技术,来获得感性认识,建构数学知识,以达到动手、动脑能力的目的的一类数学问题,具有较强的实践性与思辨性. 解决实践操作试题一般需要经历观察、操作、思考、想象、推理、交流、反思等实践活动,利用自己已有的生活经验,感知与发现结论,从而解决问题.
  下面举例说明.
  例1 (浙江)现有一张长和宽之比为2∶1的长方形纸片,将它折两次(第一次折后也可打开铺平再折第二次),使得折痕将纸片分为面积相等且不重叠的四个部分(称为一个操作),如图1(虚线表示折痕).
  除图1外,请你再给出三个不同的操作,分别将折痕画在图3~5中(规定:一个操作得到的四个图形,和另一个操作得到的四个图形,如果能够“配对”得到四组全等的图形,那么就认为是相同的操作. 如图1和图2是相同的操作).
  


  析解 要正确的解答本题,要先审请题意,明确题目的要求,本题应读懂操作与相同的操作的含义.
  答案例举如下:
  


  例2 我们做一个拼图游戏:用等腰直角三角形拼正方形. 请按下面规则与程序操作:
  


  第一次:将两个全等的等腰直角三角形拼成一个正方形;(图6)
  第二次:在前一个正方形的四条边上再拼上四个全等的等腰直角三角形(等腰直角三角形的斜边与正方形的边长相等),形成一个新的正方形;
  以后每次都重复第二次的操作……
  (1)请你在第一次拼成的正方形的基础上,画出第二次和第三次拼成的正方形图形;
  (2)若第一次拼成的正方形的边长为a,请你根据操作过程中的观察与思考填写下表:
  


  析解 要正确的解答本题,应明确怎样拼图,也就是明确拼图游戏的规则与程序.
  解 (1)图略.
  (2)2a2,4a2,8a2,…,2na2.
  例3尝试:如图7,把一个等腰直角△ABC沿斜边上的中线CD(裁剪线)剪一刀,把分割成的两部分拼成一个四边形A′BCD,如示意图7. (以下有画图要求的,工具不限,不必写画法和证明.)
  (1)猜一猜:四边形A′BCD一定是________;
  (2)试一试:按上述的裁剪方法,请你拼一个与图7不同的四边形,并在图8中画出示意图.
  探究:在等腰直角△ABC中,请你沿一条中位线(裁剪线)剪一刀,把分割成的两部分拼成一个特殊四边形.
  


  (1)想一想:你能拼得的特殊四边形分别是______;(写出两种)
  (2)画一画:请分别在图9、图10中画出你拼得的这两个特殊四边形的示意图.
  拓广:在等腰直角△ABC中,请你沿一条与中线、中位线不同的裁剪线剪一刀,把分割成的两部分拼成一个特殊四边形.
  


  (1)变一变:你确定的裁剪线是______,(写出一种)拼得的特殊四边形是______;
  (2)拼一拼:请在图11中画出你拼得的这个特殊四边形的示意图.
  析解 尝试:(1)平行四边形;
  (2)如图12所示.
  


  探究:(1)平行四边形、矩形或者等腰梯形,(答其中两个即个)
  (2)如图13~16所示. (画其中两个即可)
  


  拓广:(1)裁剪线是:将斜边绕斜边中点旋转任意角度所得的直线;或者将平行于BC边(直角边)的中位线平移与AC交于点D,使AD∶DC=∶1的看线;或者将平行于AB边(斜边)的中位线平移与AC交于点D,使AD∶DC=∶1的直线.拼得的特殊四边形是直角梯形.
  (2)如图17~19所示. (画其中一个即可)
  例4 操作与探究:
  (1)图20是一块直角三角形纸片. 将该三角形纸片按如图方法折叠,点A与点C重合,DE为折痕. 试证明△CBF为等腰三角形;
  (2)再将图20中的△CBE沿对称轴EF折叠(如图21). 通过折叠,原三角形恰好折成两个重合的矩形,其中一个是内接矩形,另一个是拼合(指无缝无重叠)所成的矩形,我们称这样的两个矩形为“组合矩形”. 你能将图22中的△ABC折叠成一个组合矩形吗?如果能折成,请在图22中画出折痕;
  (3)请你在图23的方格纸中画出一个斜三角形,同时满足下列条件:①折成的组合矩形为正方形;②顶点都在格点(各小正方形的顶点)上;
  (4)有一些特殊的四边形,如菱形,通过折叠也能折成组合矩形(其中的内接矩形的四个顶点分别在原四边形的四条边上). 请你进一步探究,一个非特殊的四边形(指除平行四边形、梯形外的四边形)满足何条件时,一定能折成组合矩形?
  


  析解 (1)因为∠ECB=90°-∠DCE,∠B=90°-∠A,又由对称性知,∠A=∠DCE,所以∠ECB=∠B. 所以△BCE是等腰三角形.
  (2)如图24所示.
  (3)如图25所示,答案不唯一,只要体现一条边与该边上的高相等即可.
  (4)当一个四边形的两条对角线互相垂直时,可以折成一个组合矩形.
  


  例5 操作:
  在△ABC中,AC=BC=2,∠C=90°,将一块等腰直角三角板的直角顶点放在斜边AB的中点P处,将三角板绕点P旋转,三角板的两直角边分别交射线AC、CB于D、E两点. 图26~28是旋转三角板得到的图形中的3种情况.
  研究:(1)三角板绕点P旋转,观察线段PD与PE之间有什么数量关系?并结合图27加以证明.
  (2)三角板绕点P旋转,△PEB是否能成为等腰三角形?若能,指出所有情况(即写出△PBE为等腰三角形时CE的长);若不能,请说明理由.
  (3)若将三角板的直角顶点放在斜边AB上的M处,且AM∶MB=1∶3,和前面一样操作,试问线段MD和ME之间有什么数量关系?并结合图29加以证明。
  
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