“K”型图的巧妙变式

将一道题进行变式改编有4个方向,即改变问题的条件、改变问题的结论、对调条件和结论或者同时改变条件和结论。改变问题的条件又可细化为改变考察对象和改变考察形式。
解析本题的条件由Rt▲ABP与Rt▲PDC这两元素组成,而这两个元素之间的联系是它们的两条斜边互相垂直且相等。通过利用角的和差关系,可以得到两组角相等,从而得到▲ABP≌▲PDC。
模型:我们将这样的K型图标记为常见的基本图形,它能带来丰富的边角关系,并且借这个模型构造全等三角形或相似三角形的常用方法。
一、改变元素的构成
1. 增加元素
解析本题以平面直角坐标系中一次函数图像为背景构造了原题中的K型图,利用三角形全等求线段BN的长度。不难看出本题的本质是在原题的基础上添加了函数这一元素,从而增强了问题的知识综合性,不仅考察了几何知识,还考察了代数运算,体现了数形结合的思想。
2. 减少元素
解析本题保留了三个角相等,而减少了边相等这个元素,因此由A.A.S判定全等改为利用A.A.判定相似,由此我们可以发现,题目条件的减少,可以退而求次,由证明全等转化为证明相似。
3. 隐藏元素
解析本题改编了原题的背景,但隐藏了原题中的两个全等三角形,需要自行构造,体现了将基本图形运用到未知问题中,助力问题解决。
二、改变元素的关联
解析本题借助两个由公共顶点的正方形构造了原题中的K型图。随着E点位置的改变,K型图的组数和位置发生相应的变化。当点E恰好在直线上时,出现了和原题一致的K型图;当E分别在直线上方或下方时,通过添加辅助线构造两组K型图,由于K型图的位置不同,因此得到的数量关系也不同,这种加强元素关联的改编问题更加灵活。
三、改变考察对象
解析本题虽然添加了动点的元素,但是通过添加辅助线仍旧可以构造K型图。这道题在原题的基础上增添了函数和等腰直角三角形等元素,并将考察对象改为求线段PB的长度。
四、改变考察形式
解析本题考察点Q坐标,由于没有指明解题方向,增加了难度,但是看到图中呈现的等腰直角三角形,因此可以考虑构造K型图构造全等三角形求解。
五、对调条件和结论
解析本题将原题中的条件作为结论,结论作为条件,实际运用了数学中的逆向思维。
六、同时改变条件和结论
解析本题的条件和结论均发生了变化,但本质还是证明两个三角形全等,从而得出一个等腰直角三角形。这道改编题的目的是要构造并证明两对全等三角形才能求出∠DFE。
推广1:全等背景下的K型图

推广2:相似背景下的K型图

链接:与“K”型图(一线三等角相关的问题)
1、一线三等角模型中的简单应用
2、一线三等角模型在二次函数中的应用
3、2021浦东一模25题
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