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几何证明、尺规作图的解题规范与解题技巧

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  摘要:几何证明(文字证明题)、尺规作图题近两年在福建省中考卷是必考题,基本定位为基础题(送分题),然而从考后的质量分析看,这两类题的得分并不高,丢分主要集中在书写表达不规范、几何证明逻辑错误、推理过程条理混乱等。下面就几何证明、尺规作图的解题规范与解题技巧说说几点意见。
  关键词:几何证明;尺规作图;解题规范;解题技巧
  一、 几何证明的解题规范与技巧
  (一)几何证明题解题步骤与技巧
  一审题。先读完题目,弄清楚题目意思,需要求证什么。对于题目中的条件应思考条件之间的联系,联想能得到什么结论;结论可以由什么条件得到。二要标记。读题时每个条件都要在图形中标注出来。如边相等,就用边相等的符号来表示。三要构造。有的题目隐藏某条线或几条线,所以我们要学作辅助线,那么这里的作辅助线就需要平时熟练掌握定理推论和基本图形。然后再考虑证明还缺少哪些条件,把题目转换成证明其他的结论,通常缺少的条件会在第三步引申出的条件和题目中。
  几何的文字证明题,关键是要分清题目的条件和结论,然后“翻译”成符号语言和图形语言;再分析思路,书写证明过程。
  (二)几何证明题书写规范
  证明题规范书写,就是要按严密的逻辑推理,执因索果,言简意赅。书写要有条理性,有根有据;关键得分点要写,表述要准确,还有字迹要清晰,这样才能提高得分。下面举例说明:
  (问题1:没有从已知条件出发,题目的原始条件是ABCD)
  (问题2:作为一道大题分值高步骤少,每一步都是得分点应该书写详细,应将证明三角形全等的条件罗列清楚)
  (问题3:语句不完整,应改为:四边形ABCD是平行四边形或在ABCD中)
  又∵对顶角相等(问题4:对顶角相等直接用)
  (问题5:滥用又∵,又∵是需要多个条件得到结论的情况下使用表示补充,此处对顶角相等一个条件便可得到结论,不需要又∵)
  【例2】求证:相似三角形对应边上的中线之比等于相似比。
  要求:①根据给出的△ABC及线段A′B′,∠A′(∠A′=∠A),以线段A′B′为一边,在给出的图形上用尺规作出△A′B′C′,使得△A′B′C′∽△ABC,不写作法,保留作图痕迹;
  ②在已有的图形上画出一组对应中线,并据此写出已知、求证和证明过程。
  不规范书写3:
  已知,如图,△ABC∽△A′B′C′,对应边成比例,D是AB的中点,D′是A′B′的中点。
  求证:中线比等于相似比。
  (问题6:没有结合图形将文字语言转化为几何语言。)
  证明:∵△ABC∽△A′B′C′,
  A′B′AB=B′C′BC=A′C′AC=k,∠A′=∠A,∠B′=∠B,∠C′=∠C
  (问题7:将条件所得所有结论都罗列出来,有些结论与答题无关没有必要。)
  二、 尺规作图的解题规范与技巧
  (一)尺规作图有关知识
  在几何里,用没有刻度的直尺和圆规来画图,叫做尺规作图。最基本、最常用的尺规作图,通常称基本作图。初中五种常用的基本作图是:(1)作一条线段等于已知线段;(2)作一个角等于已知角;(3)平分已知角;(4)作线段的垂直平分线;(5)经过一点作已知直线的垂线。学过基本作图后,在以后的作图中,遇到属于基本作图的地方,只需用一句话概括叙述就可以了。如:(1)作线段××=××;(2)作∠×××=∠×××;(3)作××(射线)平分∠×××;(4)过点×作××⊥××,垂足为×;(5)作线段××的垂直平分线××。
  (二)常见几何作图语句
  (1)过点×、点×作直线××;或作直线××,或作射线××;
  (2)连结两点×、×;或连结××;
  (3)在××上截取××=××;
  (4)以点×为圆心,××为半径作圆(或弧);
  (5)以点×为圆心,××为半径作弧,交××于点×;
  (6)分别以点×、点×为圆心,以××、××为半径作弧,两弧相交于点××;
  (7)延长××到点×,或延长××到点×,使××=××。
  (三)尺规作图解题技巧
  近几年中考作图题形式有改变,不再满足检测图形变换等常见知识点,着重考查学生动手操作及课本一些画图知识。尺规作图解题关键是要弄清作图原理与根据,牢记五种常用的基本作图的方法,要求学生熟练掌握全等三角形判定后,重新审视作图依据,梳理基本作图的内在联系;描述作图步骤,把文字语言转化为图形表达,按所作图形的等量关系用几何符号表达。
  【例3】已知锐角∠AOB,如图,
  (1)在射线OA上取一点C,以点O为圆心,OC长为半径作PQ,交射线OB于点D,连接CD;
  (2)分别以点C,D为圆心,CD长为半径作弧,交PQ于点M,N;
  (3)连接OM,MN。
  根据以上作图过程及所作图形,下列结论中错误的是(   )
  A. ∠COM=∠COD
  B. 若OM=MN,则∠AOB=20°
  C. MN∥CD
  D. MN=3CD
  解答思路与技巧1:
  学生需要理解图是如何作出来的,即根据提供的作图步骤文字描述表达成符号语言和图形语言。由作图知CM=CD=DN,又由于PQ是以O为圆心的圆的一部分,根据定理在同圆或等圆中,弦相等则弦所对的圆心角也相等,可得∠COM=∠COD,故A选项正确;
  解答思路与技巧2:
  添加作图中“过程性”的辅助线。在作图中,
  把每一步使用圆规截取的线显现出来,这样有助于图形的分析。
  如图,连接ON,CM,DN。由OM=ON=MN,
  得∠MON=60°,由CM=CD=DN,知∠MOA=∠AOB=∠BON=13∠MON=20°,故B选项正确;由∠MOA=∠AOB=∠BON=20°,得∠OCD=∠OCM=80°,因此∠MCD=160°,结合圆周角定理又得∠CMN=12∠AON=20°,所以∠MCD+∠CMN=180°,即MN∥CD,故C选项正确;由于MC+CD+DN>MN,且CM=CD=DN,所以3CD>MN,故D选项错误。
  (四)尺规作图规范
  尺规作图的点要标大写字母,作图完确认无误后描黑,最后要下结论。
  三、 结语
  对于几何证明,在教学中應加强学生对基本性质定理、判定定理的理解巩固与训练;学生的逻辑推理能力普遍较弱,因此对于基本题及其变式题的训练尤为重要;重视几何题过程书写的逻辑性、条理性,强调来龙去脉要清楚,步步有据,不能想当然,不能自加条件。新课教学时都要耐心、细致教会学生符号语言的表达;强调答题的规范性要求:如画图要用工具,辅助线要虚线,要强调用黑色签字笔描黑,符合要求,要准确到位。
  对于尺规作图,在平时教学中要研究课本,学好教材;注重尺规作图原理的分析;重视发展学生的逻辑推理能力。
  几何证明和尺规作图二者相辅相成,几何证明是尺规作图思维过程的体现,而尺规作图又是几何证明演绎推理的源头。
  参考文献:
  [1]陈辉,林进东.返璞归真,突出本质,发展数学学科核心素养——2018年福建中考数学试题分析与启示[J].中学数学,2019(3):38-41.
  [2]陈少毅,张小峰.以中考为例,谈新课标下尺规作图教学[J].中学数学教学参考(中旬),2016(5):14-16.
  作者简介:
  郑秋月,福建省漳州市,福建省漳州市第八中学。
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