《一道习题的拓广和应用》
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解答数学问题时,要善于发现问题本身所隐含的规律或特征,或者经过变式研究后,得到新的规律或特征,然后运用这些规律或特征,帮助我们快速解决相关的问题,本文从一道课本习题出发.通过反思、拓广、应用,让同学们感受.数学探究的美妙过程.
例1(人教版数学教科书七年级下册第23页第7题第(2)小题)如图1,如果AB//CD//EF,那么∠BAC+∠ACE+∠CEF等于( ).
A.180°
B.270°
C.360°
D.540°
解析:因为AB//CD,所∠BAC+∠ACD等于180°,同理可得∠DCE+∠ CEF等于180°.
所以∠BAC+ ∠ACE+∠CEF等于( ∠BA C+∠ACD)+(∠DCE+∠CEF) 等于180° +180°等于360°,故选C.
【反思1】去掉图1中的射线CD,如图2,我们思考:若AB//EF,则∠BAC+ ∠ACE+∠ CEF等于360°还会成立吗?
图2中没有与两平行线相关的三线八角模型,结合例1中问题情境,考虑在图2中通过作辅助线构造基本图形解决问题.
如图3,过点C作CD//AB,则∠BAC+∠ACD等于180°.
因为AB//EF,所以CD//EF,所以∠DCE+∠ CEF等于180°.
所以 ∠BAC+ ∠ACE+ ∠CEF等于( ∠BAC+∠ACD )+( ∠DCE+ ∠CEF)等于180°+180°等于360°.
于是得到下面结论:
拓广1:如图2,若AB//EF,则∠BAC+∠ACE+∠CEF等于360°.
这是一个非常有用的基本模型,它可以帮助我们快速而准确地解决与此相关的选择题或填空题,
例2一大门栏杆的平面示意图如图4所示,BA垂直地面AE于点A.CD平行于地面AE.若∠BCD等于150°,则∠ABC等于____ .
分析:根据上述模型及结论知:∠C+∠ABC+∠BAE等于360°.从而150°+∠ABC+90°等于360°.故∠ABC等于120°.
【反思2】再观察图2,在直线AB与直线EF之间移动点C时,如下页图5,上述结论还会成立吗?
过点C向左作CD//AB,如下页图6,同上可得CD//EF,可证得∠BAC等于∠DCA,∠CEF等于 ∠DCE,故∠ACE等于∠DCA+∠DCE等于∠BAC+∠CEF.
于是又得到下面结论:
拓广2:如图5,若AB//EF,则∠ACE等于∠BAC+∠CEF.
这又是一个非常有用的“M”模型,
例3 如图7,将一副三角尺和一张对边平行的纸条按下列方式摆放:两块三角尺的一直角边在同一直线上,含300角的三角尺的斜边与纸条一边在同一直线上,含45°角的三角尺的一个顶点在纸条的另一边上.则∠1的度数是____ .
解析:图7中,AB//CD,“B-A -E-C-D”正好构成一个“M”模型,根据拓广2,得∠AEC等于∠1+∠ECD.
故∠1等于∠AEC-∠ECD等于45°-30°等于15°.
例4 (2019年东营,改编)将一副三角尺(∠A 等于30°,∠E等于45°)按如图8所示的方式摆放,使得BA //EF、则∠BCE-∠AHF等于( ).
A.15°
B.30°
C.45°
D.50°
解析:由∠E等于45°得∠F等于45°,再由∠A等于30°得∠B等于60°.
因为AB//EF,所以图8中,“A-B-G-E-F'和“B-A -H-F-E”都分别构成“M”模型,根据拓广2,得∠BGE等于 ∠B+ ∠E,∠AHF等于∠A+∠F,所以∠BGE- ∠AHF等于(∠B+∠E)一( ∠A+∠ F)等于(60°+45°)-(30°+45°)等于30°.故应选B.
【反思3】再观察图2,当点C在直线AB上方或直线EF下方时,结论又会是怎样的呢?
(1)当点C在直线AB上方时,会出现两种情况,如图9、图10.
过点C向左作CD //AB,因为AB∥EF,所以CD//EF.
在图9中,∠BAC等于 ∠DCA,∠CEF等于∠DCE,故∠A CE等于 ∠DCA - ∠DCE等于 ∠BA C-∠CEF.在图10中,∠CEF等于 ∠DCE,∠BA C等于∠DCA.故∠A CE等于∠DCE-∠DCA等于∠CEF-∠BAC.
(2)當点C在直线EF下方时,仍然会出现两种情况,如图11、图12.
同上分析,得到图11中有∠ACE等于∠ CEF-∠BAC成立,图12中有∠A CE等于∠BA C-∠CEF成立.
上述四个模型及结论可合并归纳为:
拓广3:已知直线l1//l2,A,B依次是L1.上两点,E,F依次是l2上两点,点C不在L1,l2上,也不在l1.与l2之间,则∠ACE,∠BAC和∠CEF三个角中,最大的角总等于另外两个角的和.
运用拓广3同样可以帮助我们快速而准确地解决与此相关的选择题或填空题,
例5如图13,直线a//b,含30°角的三角尺如图放置,∠DCB等于90°.若∠1+∠B等于70°,则∠2等于____.
解析:直接利用上述模型有∠3等于∠1+∠B等于70°,故∠2等于90°-∠3等于20°.
要说明的是,上述四个模型中,平行线与平行线上的点有特定的位置关系,如果问题中的图形结构不满足这里的“特定的位置关系”,就不要盲目套用模型解题.
例6如图14,若AB//CD,则∠B,∠C,∠CEB之间的数量关系为____ ,
解析:仔细观察,此题图形与上述模型有区别,若直接利用上述结论,则会出错.我们用最基本的方法解答,
如图,过点E作EF//AB,则∠B等于∠BEF,∠C+∠CEF等于180°.
所以∠C+∠BEF+∠CEB等于180°,故∠C+∠B+∠CEB等于180°.
练一练
1.(2019年凉山)如图15,若BD//EF,AE与BD交于点C,∠B等于30°,∠A 等于75°,则∠E的度数为( ).
A.135°
B.125°
C.115°
D.105°
2.(2019年齐齐哈尔)如图16,直线a//b,将一块含30°角(∠BAC等于30°)的三角尺按图中方式放置,其中A和C两点分别落在直线a和b上,若∠1等于20°,则∠2的度数为( ).
A.20°
B.30°
C.40°
D.50°
3.(2019年宁波)已知直线m∥n.将一块含45°角的三角尺ABC按如图17所示的方式放置,其中斜边BC与直线n交于点D.若∠1等于25°.则∠2的度数为( ).
A.60°
B.65°
C.70°
D.75°
4.如图18,若AB∥ CD,则∠B,∠C,∠E三者之间的数量关系为( ).
A.∠B+ ∠C+ ∠E等于180°
B.∠B+∠C-∠E等于180°
C.∠B等于∠E+∠C
D.∠B一∠C等于2∠E
5.如图19,若AB//CD,则∠A,∠AEF,∠EFC,∠FCD之间的数量关系为( ).
A.∠A+∠EFC+∠FCD等于 ∠A EF+180°
B.∠A+∠EFC等于 ∠A EF+∠FCD
C.∠A+∠FCD等于 ∠AEF+∠EFC
D. ∠A +∠AEF等于∠EFC+∠FCD
参:1.D 2.C 3.C 4.B 5.A
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