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《义务教育数学课程标准(2022年版)》中指出:“引导学生感悟基本事实的意义,经历几何命题发现和证明的过程,感悟归纳推理过程和演绎推理过程的传递性,增强推理能力,会用数学的思维思考现实世界.”
判断归纳推理与类比推理得到的结论是否正确,还需要通过演绎推理进行论证.演绎推理是一种从一般到特殊的推理方法.所谓演绎推理是指从已知的概念、条件出发,依据已被确认的事实和公认的逻辑规则,推导出某结论的过程.比如“我们都知道在几何中,可以通过测量或观察猜想一个角等于多少度,或者两条线段、两个角可能相等,但要判断它们是否相等,仍需要在给定条件下通过演绎推理进行论证”。
问题背景及分析路径
本题的第(1)问比较简单,根据∠AFG=60°,以及∠FAG=60°-α,利用三角形的内角和,在△AFG中可以求得∠AGE的度数。
本题的第(2)问是三个问题中最难的,本题的难点是如何将线段CG和DE建立数量关系。通过观察,根据对称性,联结BE可知,△BDE是底角为30°的等腰三角形,因此可以建立DE与BD的数量关系,同时可以根据∠EBD与∠C互补,得到BE//CG,因此本题的破解路径就是在于或作平行线、或截取或延长的方式,从而构造与△ABD全等的三角形,根据全等三角形的性质或构造的平行四边形或平行型基本图形,得到CG=2BD。本题也可以通过猜想的方式,通过观察或测量得CG=2BD,从而思考如何用演绎的方式进行证明。提供以下四种辅助线的添线方法:
本题的第(3)问需要分类讨论,首先对于点G的位置分类讨论,即点G在线段AC或CA延长线两种情况;其次对于△AEG为等腰三角形的情况进行分类讨论,借助方程思想,可以求得∠BAD的度数,进而借助∠ABD=45°,通过解三角形的方式,用含x的代数式表示CG和AG的大小,进而求得比值。
对于本题的第(3)问中这样的解决路径是比较一般化的,在上海中考历年的压轴题中都有诸如此类的分类讨论。最典型的就是2019上海中考25(3):
具体解法和思维导图
问题(1)具体解法
问题(2)思维导图
问题(3)具体解法
教学和学习建议
对于利用演绎推理的思想解决几何问题,主要有以下具体的四个步骤,即“会想、会画、会说、会写”.
“会想”是发展演绎推理的逻辑源头,即想一想如何由结论出发倒着分析、从条件出发顺着分析、从结论和条件出发综合分析等;还可以借助图形运动和实验操作来想;
“会画”就是借助图形,通过联想,把抽象问题具体化,把复杂问题简单化;
“会说”是“会写”的前提,即能用自己的语言说出分析问题的思路、说出解决问题的大致过程,形成演绎证明的思维流程图;
“会写”就是将符号语言、图形语言和文字语言进行整合,将整个证明过程用规范的数学语言进行书写,使整个过程清晰、严谨.
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