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漫谈“求赵州桥的主桥拱的半径”的教学
(于都三中
蔡家禄)
赵州桥的桥拱是圆弧形,它的跨度(弧所对的弦的长)为37.4m,拱高(弧的中点到弦的距离)为7.2m,你能求出赵州桥的主桥拱的半径吗? 分析:将实际问题转化为数学问题就是:
如图1:已知点C是AB的中点,CD⊥AB于D,AB=37.4m,CD=7.2m.求AB的半径.根据垂径定理,直线CD平分AB,CDAB,则直线必经过AB所在圆的圆心O,且平分弦AB.这样连接OA,就构造出Rt△AOD,设⊙O半径为r,则ODr7.2,ADAB18.7.由勾股定理可得方程
r2(r7.2)218.72,解得r27.9.于是有
12解法⑴:(如图2)∵AC=BC,CD⊥AB,∴CD经过AB所在圆的圆心O, ADAB18.7.设⊙O的半径为r,并连接OA.在Rt△AOD中,OA2OD2AD2,∴r2(r7.2)218.72, 解得r27.9.因此,所求赵州桥的主桥拱的半径约为27.9米.人教版教材在处理这个问题时,并不是这样解的,他的思路是,先假设AB所在圆的圆心为O,再过圆心作弦AB的垂线,由垂径定理证得CD是拱高,最后构造直角三角形列方程求出它的半径.这种抛开条件(CD是拱高),另起炉灶(假设AB所在圆的圆心为O,再证得CD是拱高)的思想,实际就是一种围魏救赵的迂回思想,显然学生更难想到.个人认为,垂径定理是一个体系,它不是单纯的一条定理和一条推论,它的实质是“一条直线满足条件:①过圆心,②垂直弦,③平分弦,④平分弦所对的优弧⑤平分弦所对的劣弧中的任意两个,就可得出其余的三个.”如果站在这个层面来理解,解法⑴就是水到渠成.可能教材编者是为了降低教学要求,才有意而为之,但是我们的担心是否有点多余呢?只要教学设计得法,其实学生是可以真正掌握垂径定理的.