内容正文:
问题解决策略:转化
第五章 图形的轴对称
北师版
七年级(下)
1. 通过将新的、陌生的问题转化为已经研究过的、熟悉的问题,发展学生解决问题的能力.
2. 经历具体解题思路的探究过程,了解“转化”策略的意义与过程.(重点)
3. 运用“转化”策略解决生活情境中的几何问题,进一步体会“转化”策略的应用价值,增强数学的应用意识,提高学生的分析问题、解决问题的能力与几何推理能力.(难点)
素养目标
观察图形,回答问题:
这两个图形的形状有什么特别的吗?看图后你能提出什么数学问题?
面积相同. 利用图片,可以通过折一折、剪一剪、数一数等方法,把不规则图形转化为规则图形来求.
你猜测它们的面积有什么关系? 怎么来求它们的面积呢?
这两个图形都可以通过剪拼的方式由不规则图形转化为规则图形.
复习导入
问题 如图,某工厂计划在一条笔直的道路上设立一个储物点,工作人员每天进人工厂大门后,先到储物点取物品,然后再到车间. 你认为该储物点应建在什么地方,才能使工作人员所走的路程最短?
大门
车间
道路
探究点一: 线段和“最短”问题
新知探究
活动 1:如果把大门、车间和储物点所在的位置都看作点,把道路看作一条直线,那么上述问题可以抽象成怎样的数学问题? 试着写一写、画一画.
大门
车间
道路
A
B
l
如图,直线 l 的两侧分别有 A,B 两点,在直线 l 上确定一个点 C,使 AC + CB 最短.
探究点一: 线段和“最短”问题
新知探究
(2) 相信你能解决以下问题:如图,直线 l 的两侧分别有 A,B 两点,在直线 l 上确定一个点 C,使 AC + CB 最短.
(1) 你以前遇到过类似的问题吗? 关于“最短”,你有哪些认识?
A
B
l
两点之间线段最短
C
原问题与图中这个问题有什么区别和联系?
你能将原问题转化为图中这样的问题吗? 说说你的想法.
探究点一: 线段和“最短”问题
新知探究
如图,作点 B 关于 l 的对称点 B',根据轴对称的性质,对于 l 上任意一点 C,都有 BC = B'C,
因此 AC+BC=AC+B'C,问题转化为:在直线 l 上确定一个点 C,使 AC+B'C 最短.
根据“两点之间线段最短”,连接 AB',与 l 交于点 C,点 C 就是所要确定的点.
A
B
l
B'
C
探究点一: 线段和“最短”问题
新知探究
异侧两点求线段和最小值
同侧两点求线段和最小值
已知:两定点 A,B 位于直线 l 异侧,在直线 l 上找一点P,使 PA+PB 的值最小
已知:两定点 A,B 位于直线 l 同侧,在直线 l 上找一点P,使 PA+PB 的值最小
结论1:连接 AB 交直线 l 于点 P,此时PA+PB 的值最小,最小值为 AB 的长
结论2:作点B关于直线l的对称点B',连接AB',交直线 l 于点P,此时PA+PB的值最小,最小值为AB'的长
A
l
B
P
A
B
l
B'
P
探究点一: 线段和“最短”问题
新知探究
例1 如图,已知牧马营地在 M 处,每天牧马人要赶马群先到河边饮水,再到草地上吃草,最后回到营地,请你为牧马人设计出最短的牧马路线.(保留画图痕迹)
解:如图,分别作 M 关于河与草地所在直线的对称点,记为 M'、M",连接 M'M" 交河与草地所在直线于点 P ,Q.
由对称性知,PM = PM',QM = QM",
∴MP+PQ+MQ=PM'+PQ+QM"=M'M".
∴MP-MP-QM 即为最短路线.
草地
河
营地
M
M"
M'
P
Q
探究点一: 线段和“最短”问题
新知探究
例2 如图,等腰三角形 ABC 的底边 BC 为 4,面积为 24,腰 AC 的垂直平分线 EF 分别交边 AC,AB 于点 E,F,若 D 为 BC 边的中点,M 为线段 EF 上一动点,则△CDM 的周长的最小值为 ( )
A.8 B.10
C.12 D.14
连接 AD 交 EF 于 M,C△CDM 最小值=CM+DM+CD=AM+DM+CD=AD+DC.
提示:
D
探究点一: 线段和“最短”问题
新知探究
变式 如图,在△ABC 中,AB=AC,BC=4,△ABC 的面积是 14,AC 的垂直平分线 EF 分别交 AC,AB 于点 E,F .若点 D 为 BC 边的中点,点 M 为线段 EF上一动点,则 CM+DM 的最小值为 ( )
A.21 B.7
C.4 D.2
分析:连接 AD、AM,则 CM + DM =AM + DM ≥ AD.
B
探究点一: 线段和“最短”问题
新知探究
例3 如图,已知 ∠AOB 的大小为 30°,P 是 ∠AOB 内部的一个定点,且 OP=1,点 E、F 分别是 OA、OB 上的动点,则 △PEF 周长的最小值等于 ( )
分析:作 P 点关于 OA 的对称点 P',作 P 点关于 OB 的对称点 P'',连接 P'P'' 交 OA 于点 E、交BO 于点 F,连接 OP'、OP'',
C△PEF=PE+PF+EF=P'E+P''F+EF=P'P''.
C
探究点一: 线段和“最短”问题
新知探究
活动 2:利用学过的知识计算: ,
你准备怎样解决这个问题? 分小组讨论,展示过程和答案.
方法一:通分转化,都变成分母是 64 的分数.
解:原式=
=
探究点二: 转化在代数中的应用
新知探究
计算: .
方法二:式子中每个分数的分
子都是 1,分母依次乘 2,转化为边长为 1 的正方形,如图所示,涂色部分的面积可以用 1 减去空白部分的面积,
新知探究
1.运用“转化”策略,可以化繁为简,化难为易,化不熟悉为熟悉.
2.转化思想的方法和步骤:分析问题,找到转化点;确定转化方法;进行转化;解决问题.
【要点归纳】
新知探究
其实“转化”的策略并不神秘,在我们以前的学习中就曾经很多次运用了“转化”的策略,你能回想出哪些呢?
① 三角形(梯形)面积→平行四边形面积→长方形面积
② 圆形→长方形(三角形、梯形)
③ 小数乘法→整数乘法
④ 分数除法→分数乘法
......
【要点归纳】
新知探究
例4 下面的推导过程中,运用了“转化”思想的是 ( )
D
A.①和② B.②和③ C. ①和③ D.①②③
新知探究
问题解决策略:转化
化繁为简
化难为易
化不熟悉为熟悉
课堂小结
请用转化策略解答下列问题.
1.如图,正方形的边长为 1,以各边为直径在正方形内画半圆,求图中阴影部分的面积.
2π
当堂反馈
2.如图,四边形 ABCD 和四边形 BEFC 都是边长为 2 的正方形. 以点 B 为圆心、AB 的长为半径的圆与正方形 ABCD 交于 A,C 两点,连接 AF.
求图中阴影部分的面积.
A
B
C
D
E
F
π
SS圆+S正方形BEFC-S△AEF
π
π
当堂反馈
3. (1) 有两堆数量相等的棋子,甲、乙两人轮流在其中任意一堆里取,每次取的棋子数量不限,但不能不取. 规定取得最后一枚者获胜.你认为获胜的策略是什么?
(2) 如果两堆棋子的数量不等,获胜的策略又是什么?
解:(1) 获胜的策略是后取,采用“对称”的方法:不管对方取几个,在另一堆取相同的个数.
(2) 两堆棋子数量不等时,获胜策略是先取者先在棋子数量多的一堆取棋子,使两堆棋子数量相等,之后每次在另一堆取与对方相同数量的棋子,就能确保最终获胜.
当堂反馈
4. 如图,定点 P 位于∠AOB 的内部,在射线 OA 和 OB 上分别确定点 M,N,使得△PMN 的周长最小.(不写作法,保留作图痕迹)
M
N
P′
P′′
当堂反馈
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声 明
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