应用“方程思想”解决角度计算问题

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  初学几何,便遇到有关角度的计算问题.处理这类问题,通常可结合题设与图形的有关性质,运用方程思想求解,现举例说明.
  例1 如图1,直线AB、CD相交于点O,OE⊥AB,OF⊥CD,则图中与∠EOF相等的角还有( ).
  A. 1个 B. 2个 C. 3个 D. 4个
  【分析】由于题中没有给出除直角以外的任何一个角的度数,求出∠EOF的度数是不可能的,但是我们可以设∠AOF为x°,则∠EOF为90° x°.因此,要找到与∠EOF相等的角,只要找到角度为90° x°的角就可以了.容易表示出图中以下角的度数,∠AOC=90°-x°,∠COE=x°,∠BOC=90° x°,∠AOD=90° x°.所以图中与角∠EOF相等的角有两个.
  在解决这道题的过程中,我们发现这道题有很多个未知量,因此我们用设未知数表示出各个角的方法,使得解题思路变得更加简洁.
  方程是数学中的天平,结合题中的已知量和未知量,我们可以将各个实际问题中的等量关系“翻译”成方程.
  例2 如图2,直线BC、DE相交于点O,OA、OF为射线,AO⊥OB,OF平分∠COE,∠COF ∠BOD=51°,求∠AOD的度数.
  【分析】首先理解题目条件可以得知,∠BOD=∠COE,∠BOE=∠COD,∠AOB=∠AOC=90°,∠EOF=∠COF.设∠COF=x°,则∠BOD=∠EOC=2x°,根据∠COF ∠BOD=51°列出方程x 2x=51,求解.
  当然也可以通过算式计算,两种描述方法的比较,我们可以发现方程是比算式更有力的数学工具. 列算式时,只能使用已知数,列方程时,未知数可以像已知数一样参与运算,比列算式更直接、更自然、更宽松,从而给解决问题提供便利,体现了从算术方法到代数方法的进步.
  在有些数学问题中,设定一些未知 数,不需要求出未知数,而根据题目本身的特点,将未知数消去或代换,使问题的解决变得简捷、明快,在这里不妨称之为“设而不求”.
  例3 如图3,在△ABC中,∠ACB=90°,AD=AC,BE=BC,D、E两点在AB边上,求∠DCE的度数.
  显然这道题利用设未知数的方法,将复杂的角的关系变得一目了然,但参与其中的未知数并没有计算出具体数值.有时题目需要,我们甚至可以设几个未知数求解.
  方程是刻画现实世界数量关系的有效模型,是分析、解决问题的有效工具.这类几何角度的计算问题是较为隐性的“方程模型”问题,同学们在解题中很难想到设未知数、构造方程解决问题.我们要以数学的眼光观察问题,恰当地设定未知数,用好方程这个工具,能拓宽解题视野,积累更多的解题经验.
  (作者单位:江苏省如皋市实验初级中学)
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