| 搖櫓青年妙答皇帝難題中的思維 湖北省襄陽(yáng)市襄州區(qū)黃集鎮(zhèn)初級(jí)中學(xué) 趙國(guó)瑞 杏花春雨江南,杭州西湖游人如織.一列豪華的船隊(duì)出現(xiàn)在湖上,緩緩向湖心駛?cè)?,原?lái)是皇帝帶著大臣和嬪妃也來(lái)游湖了. 
 皇帝飽覽湖光山色之余,面對(duì)盈盈春水,忽然提出一個(gè)問(wèn)題:“這西湖的水,如果用缸來(lái)舀,有多少缸呢?” 
 皇帝身邊的人聽(tīng)了,個(gè)個(gè)面面相覷,半天答不上來(lái).老宰相一向號(hào)稱智囊,這時(shí)只是皺眉搔頭;李妃平時(shí)伶牙俐齒,善于應(yīng)對(duì),這時(shí)也變成啞巴.皇帝問(wèn)左邊的人,左邊的人惶恐地低頭;皇帝問(wèn)右邊的人,右邊的人也同樣木然. 正在尷尬萬(wàn)分的時(shí)候,船尾一位搖櫓的青年跑向船頭向皇帝跪下. 
 宰相喝問(wèn):“你有何事奏報(bào)?” 
 青年說(shuō):“啟奏萬(wàn)歲,這西湖有多少缸水,要看用來(lái)量水的缸有多大.如果用跟西湖一樣大的缸來(lái)量,就是一缸;如果用比西湖小一半的缸來(lái)量,就是兩缸;如果用比西湖大一倍的缸來(lái)量呢,那就只有半缸了.” 
 皇帝聽(tīng)了微微點(diǎn)頭說(shuō):“答得好!”又瞟了一眼面前的大臣嬪妃,不勝感慨地說(shuō):“想不到滿朝大臣、眾多嬪妃,連一個(gè)搖櫓青年都不如!” 
 細(xì)品上述故事,青年的確答的妙.妙就妙在一個(gè)眾人不易回答的問(wèn)題,青年能分情況巧妙答出.他這種思考問(wèn)題的方法,實(shí)際上就是數(shù)學(xué)中常說(shuō)的分類討論思想. 
 所謂分類討論思想,就是首先根據(jù)題目要求確定分類對(duì)象;其次針對(duì)對(duì)象選擇分類標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行合理分類;最后對(duì)分類合并歸納,作出綜合性結(jié)論.分類討論的思想是一種重要的數(shù)學(xué)思想,對(duì)培養(yǎng)思維的慎密性大有裨益. 
 等腰三角形是一種特殊的三角形,除具有一般三角形的性質(zhì)外,還具有一些獨(dú)特的性質(zhì),如兩底角相等,兩腰相等.正是由于它的特殊性,我們?cè)诮獾妊切蔚挠嘘P(guān)題目時(shí)必須全面思考,分類討論,以防漏解. 
 一、已知等腰三角形的一個(gè)角,求其他兩個(gè)角 
 例1 (10楚雄)已知等腰三角形的一個(gè)內(nèi)角為70°,則另兩個(gè)內(nèi)角的度數(shù)是( ) 
 A.55°,55° B.70°,40° C.55°,55°或70°,40° D.以上都不對(duì) 
 分析:由于已知條件沒(méi)有明確告訴70°的角是頂角還是底角,因此需要分類討論. 
 解:當(dāng)70°的角為頂角時(shí),則每個(gè)底角的度數(shù)為 
 當(dāng)70°的角為底角時(shí),另一個(gè)底角也為70°,則其頂角的度數(shù)為180°-70°×2=40°. 
 所以另兩個(gè)內(nèi)角的度數(shù)為55°,55°或70°,40°,答案選C. 
 評(píng)注:在等腰三角形中,如果給定一個(gè)角的度數(shù),求另外兩角的度數(shù),也就是說(shuō),給定的角沒(méi)有明確是頂角還是底角,求解時(shí),要按頂角或底角來(lái)進(jìn)行分類討論.可以發(fā)現(xiàn):當(dāng)已知角為直角或鈍角時(shí),該角只能為頂角,即只有一組解;當(dāng)已知角為60°時(shí),無(wú)論它是頂角還是底角,其他兩個(gè)角都是60°. 
 二、已知等腰三角形的兩邊,求周長(zhǎng) 
 例2  (10襄樊)已知:一等腰三角形的兩邊長(zhǎng)x、y滿足方程組 
 A.5 B.4 C.3 D.5或4 
 分析:解方程組可得x=2,y=1,由于長(zhǎng)為2(或1)的邊可能是腰長(zhǎng),也可能是底邊長(zhǎng),因此需要分類討論. 
 解:解方程組 
 所以等腰三角形的兩邊分別為2,1. 
 當(dāng)腰長(zhǎng)為2,底邊長(zhǎng)為1時(shí),因?yàn)?/SPAN>1+2>2,三邊能夠構(gòu)成三角形,則其周長(zhǎng)為2+2+1=5; 
 當(dāng)腰長(zhǎng)為1,底邊長(zhǎng)為2時(shí),因?yàn)?/SPAN>1+1=2,三邊不能夠構(gòu)成三角形. 
 所以等腰三角形的周長(zhǎng)為5,答案選A. 
 評(píng)注:在等腰三角形中,如果給定兩邊的長(zhǎng),并沒(méi)有明確哪條邊是腰長(zhǎng)或底邊長(zhǎng),求解時(shí),要按腰或底邊來(lái)進(jìn)行分類討論.需要注意的是:無(wú)論是通過(guò)哪一種假設(shè)得出的一組數(shù)值,都必須利用“三角形較短兩邊的和大于較長(zhǎng)的邊”來(lái)驗(yàn)證. 
 三、已知一條線段,確定符合條件的等腰三角形的頂點(diǎn)的個(gè)數(shù) 
 例3 (10荊門)如圖1,坐標(biāo)平面內(nèi)一點(diǎn)A(2,-1),O為原點(diǎn),P是x軸上的一個(gè)動(dòng)點(diǎn),如果以點(diǎn)P、O、A為頂點(diǎn)的三角形是等腰三角形,那么符合條件的動(dòng)點(diǎn)P的個(gè)數(shù)為( ) 
 圖1 A.2 B.3 C.4 D.5 
 分析:OA可能為底邊,也可能是腰,因此需要分類討論. 
 解:(1)當(dāng)OA為底邊時(shí),作OA的垂直平分線l交x軸于點(diǎn)P1,則△OP1A是以點(diǎn)P1為頂點(diǎn)的等腰三角形; 
 (2)當(dāng)OA為腰時(shí),①以點(diǎn)O為圓心,以OA為半徑畫(huà)弧,交x軸于點(diǎn)P2,則△P2OA是以點(diǎn)O為頂點(diǎn)的等腰三角形;②以點(diǎn)A為圓心,以OA為半徑畫(huà)弧,交x軸于點(diǎn)P3(另一交點(diǎn)為O),則△P3AO是以點(diǎn)A為頂點(diǎn)的等腰三角形. 
 所以符合條件的動(dòng)點(diǎn)P的個(gè)數(shù)有三個(gè),答案選B. 
 評(píng)注:從本例不難發(fā)現(xiàn)已知一條線段求符合條件的等腰三角形的頂點(diǎn)的個(gè)數(shù)的方法:作已知線段的垂直平分線或以已知線段的一個(gè)端點(diǎn)為圓心,已知線段長(zhǎng)為半徑畫(huà)弧,垂直平分線或弧與相關(guān)直線的交點(diǎn)即為符合條件的等腰三角形的頂點(diǎn). 
 四、已知一個(gè)等腰三角形,確定從一個(gè)頂點(diǎn)出發(fā)的直線將其分割成兩個(gè)等腰三角形的頂角或底角的度數(shù) 
 例4 (10天門)從一個(gè)等腰三角形紙片的底角頂點(diǎn)出發(fā),能將其剪成兩個(gè)等腰三角形紙片,則原等腰三角形紙片的底角等于____. 
 分析:如圖2,在△ABC中,AB=AC,過(guò)底角頂點(diǎn)B的直線將△ABC分成兩個(gè)等腰三角形△ABD和△BCD.其中在等腰三角形△ABD中,必有AD=BD(為什么?),從而等腰三角形△ABD的形狀確定.而在等腰三角形△BCD中,只有兩種可能情況:BD=BC或BC=CD(為什么沒(méi)有BD=CD?).因此解答本題需要分類討論. 
 圖2 
 解:在△ABC中,AB=AC,過(guò)底角頂點(diǎn)B的直線將△ABC分成兩個(gè)等腰三角形△ABD和△BCD. 
 (1)若AD=BD,BD=BC,如圖3, 
 圖3 
 則∠A=∠ABD,∠C=∠BDC=∠A+∠ABD=2∠A. 
 ∴∠A+2∠A+2∠A=180°. 
 ∴∠A=36°.∴∠ABC=72°. 
 (2)若AD=BD,BC=CD,如圖4, 
 圖4 
 則∠A=∠ABD,∠CBD=∠CDB=∠A+∠ABD=2∠A. 
 ∴∠ABC=∠ABD+∠CBD=3∠A. 
 ∴∠A+3∠A+3∠A=180°. 
 ∴∠A=( 
 綜合(1)、(2),原等腰三角形紙片的底角等于72°或( 
 反思:上述中考題是從一個(gè)等腰三角形紙片的底角頂點(diǎn)出發(fā),如果從一個(gè)等腰三角形紙片的頂角頂點(diǎn)出發(fā),情況又如何呢?請(qǐng)同學(xué)們思考. 
 快樂(lè)體驗(yàn): 
 1.(10泰州)等腰△ABC的兩邊長(zhǎng)為2和5,則第三邊長(zhǎng)為___. 
 2.(10東陽(yáng))已知等腰三角形的一個(gè)內(nèi)角為40°,則這個(gè)等腰三角形的頂角為( ) 
 A.40° B.100° C.40°或100° D.70°或50° 
 3.(10株洲)如圖所示的正方形網(wǎng)格中,網(wǎng)格線的交點(diǎn)稱為格點(diǎn).已知A、B是兩格點(diǎn),如果C也是圖中的格點(diǎn),且使得△ABC為等腰三角形,則點(diǎn)C的個(gè)數(shù)是( ) 
 A.6 B.7 C.8 D.9 
 4.(10內(nèi)江)下面的方格圖案中的正方形頂點(diǎn)叫做格點(diǎn),圖1中以格點(diǎn)為頂點(diǎn)的等腰直角三角形有4個(gè),圖2中以格點(diǎn)為頂點(diǎn)的等腰直角三角形有___個(gè),圖3中以格點(diǎn)為頂點(diǎn)的等腰直角三角形有___個(gè),圖4中以格點(diǎn)為頂點(diǎn)的等腰直角三角形有___個(gè). 
 
 參考答案: 
 1.5 2.C 3.C 4.10,28,50 2011-08-24  人教網(wǎng) | 
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