只要功夫深,通法有奇效
2025年上海中考数学第25题
在金庸武侠小说《天龙八部》中,有这么一段描写:“乔峰见旁人退开,蓦地心念一动,呼的一拳打出,一招‘冲阵斩将’,也正是‘太祖长拳’中的招数。这一招姿势既潇洒大方已极,劲力更是刚中有柔,柔中有刚,武林高手毕生所盼望达到的拳术完美之境,便在这一招中表露无遗。来到这英雄宴中的人物,就算本身武功不是甚高,见识也必广博,‘太祖拳法’的精要所在,可说无人不知。乔峰一招打出,人人都情不自禁地喝了一声彩!”
太祖长拳是宋太祖所创,本是军中所用的基本武术,在宋朝自然很多人知道,但很多人知道,并不代表很多人能用好它。乔峰之所以能将最普通的一抬使得如此精彩,招式本身并不是关键,自身的功夫才是精髓。
在初中数学学习中,我们会用到很多这种类似太祖长拳的基本方法,在教材的例题和习题中,到处是它的影子,我们称之为通法,哪怕到了最烧脑的几何压轴题,通法依然是最有效的工具,下面以2025年上海中考数学第25题为例,这道题解法众多,本文只选取其中一种来说明通法的重要性。
题目
如图,在平行四边形ABCD中,E、F分别是边BC、CD上的点.
(1)当点E是BC中点时
①连接EF,若AE=EF,求证:∠BAE=∠EFC;
②若CF=DF,连接BF交AE于点G,求S△BGE:S△AEF的值;
(2)若AB=3,BC=5,CF=1,且∠AEB=∠EFA=∠EFC,求AF的长.
解析:
01
(1)当点E是中点时,属于特殊位置.
①通常情况下,证明两个角相等,我们希望这两个角能产生关联,全等三角形或特殊三角形都可以,因此延长AE,交DC延长线于点G,如下图:
易证△ABE≌△GCE,于是AE=GE,∠BAE=∠G,再根据题目中的AE=EF得EG=EF,于是∠G=∠EFC,所以∠BAE=∠EFC;
②现在E和F点均为中点,我们仍然沿用前面的辅助线,如下图:
先证明△ABG∽△HFG,并且可得它们的相似比为2:3,于是AG:HG=2:3,设AG=2k,HG=3k,前面又证明过AE=HE,于是AG+EG=HG-EG,所以2EG=HG-AG,可知EG=1/4AG,即EG=1/5AE;
接下来看面积间的关系,S△BGE=1/5S△ABE,而S△ABE=S△HCE,由CF:CH=1:2,可知S△HCE=2/3S△EFH,恰恰S△AEF=S△EFH,于是它们间的关联建立起来了,S△BGE=1/5S△ABE=1/5S△HCE=1/5×2/3S△EFH=2/15S△EFH=2/15S△AEF,即S△BGE:S△AEF=2:15
02
(2)条件读完,发现EF是∠AFC的角平分线,且又夹在一组平行线间,所以当我们延长FE之后,便可得到一个等腰三角形,如下图:
容易得到图中的△AFG为等腰三角形,不妨设AF=x,于是AG=x,BG=x-3;
我们同样从题目条件可判断三组相似三角形,分别是△AEF∽△ECF,△ABE∽△AEG,△EBG∽△ECF,其中第一对相似三角形包含了我们需要的AF,由△AEF∽△ECF得AE:EC=EF:CF和EF²=AF·CF,即EF²=x,EF=√x,再由△ABE∽△AEG得AE²=AB·AG,通过图中的等腰△AFG得AG=AF=x,于是AE²=3x,则AE=√3x,将所得EF和AE代入到比例式AE:EC=EF:CF中,可求出EC=√3,于是BE=5-√3,再利用△EBG∽△ECF,得BG:CF=BE:CE,可求出x=2+5√3/3.
解题思考
本题解法众多,所选取的解法从辅助线上来看,均可认为是“中线倍长”法的变式,事实上这个方法追根溯源,在八年级上册的全等三角形章节,而在八年级下册平行四边形章节中,它也属于常见方法,学生在平时练习中,也大量使用过。中线倍长的关键是构造全等三角形,特别是在本题中,还存在平行四边形,角平分线等条件,因此延长之后可得到的全等、相似非常多,这些辅助线构造出来的新条件,就可用于图形间的等量转换.
我们在课堂教学中,通常经由例题和习题,传授给学生基本的方法,这些方法可称之为通法,但方法“通”与“不通”,取决于老师在课堂上是否分析透彻,从方法使用的必要性入手,即为什么要用这种方法,再从方法使用的多样性出发,即在不同图形情景中,寻找或创造使用方法的条件,最后是归纳方法使用的经验,完成方法变通法的闭环。
在这个过程中,避免方法套路化,例如见中线就倍长,其实出现中点条件之后,也有可能是构造中位线、斜边上的中线甚至圆,在教学中尽可能留给学生足够的思考空间,让学生自已完成解题经验的积累,只有这一步进行到位,方法才会变通法。
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