喬治·波利亞是美籍匈牙利數(shù)學家、數(shù)學教育家,在解題方面,是數(shù)學啟發(fā)法(指關于發(fā)現(xiàn)和發(fā)明的方法和規(guī)律)現(xiàn)代研究的先驅。
他在《怎樣解題》一書中給出“怎樣解題表”通過弄清問題—擬定計劃—實現(xiàn)計劃—回顧,四步呈現(xiàn)解題思維的全過程。下面通過武漢市2013年中考數(shù)學第16題的解題過程來體會和展現(xiàn)波利亞解題風格。
一、例題
如圖1,E、F是正方形ABCD的邊AD上兩個動點,滿足AE=DF。連接CF交BD于點G,連接BE交AG于點H。若正方形的邊長為2,則線段DH長度的最小值是 。
二、解題實踐
1.弄清問題
問題1:你要求解的是什么?
(要求解的是線段的最小值)
問題2:你有些什么?
一方面是題目條件中給出正方形邊長是2;另一方面(如圖2)由∠ABE=∠DCF=∠DAG可得∠AHB=90°。
2.擬定計劃
問題3:怎樣才能求得DH的取值范圍?
(根據(jù)三角形中任意兩邊之和大于第三邊,任意兩邊之差小于第三邊,能否構造出如圖3所示的△DHM,并使DM、HM可求出,則DM-HM 問題4:怎樣才能求得DH的最小值? (如圖4當D、H、M三點共線,且點H在點D、點M之間時,DH最??;此時DH=DM-HM) 3.實現(xiàn)計劃 (如圖5,取AB中點M,連HM、DM,由直角三角形斜邊上的中線等于斜邊的一半,可求出HM=■AB=1,由勾股定理可求出DM=■=■,則■-1 4.回顧 正確檢驗每一步,看推理是否有效,演算是否準確,再作特殊性檢驗。如圖6,取AB中點M,連DM,在MD上取HM=■AB=2,則可得DH取最小值為■-1的特殊圖形。 三、解題方法和思維策略反思 解題方法主要是從結論出發(fā)由后往前推成立的充分條件。為了求DH的最小值,只需求DM、HM的值。為了求DM、HM的值只需找到點M。最后通過特殊圖形驗證結論。在思維策略上,首先是一般性解決(策略水平上的解決),即構造△DHM就明確了解題的總體方向;其次是功能性解決(方法水平的解決),即如何找點M、如何求DM、HM;最后是特殊性解決(技能水平的解決),即求出了DH的取值范圍,如何明確DH的最小值。 四、應用推廣 1.如圖7,正△ABC的邊長為2■,點C在第一象限,A、B兩點在x、y軸正半軸上滑動,求線段OC的最大值。 分析:如圖8,取AB中點D,連CD、OD,易求CD、OD的值,則OC 2.如圖9,∠MON=90°,在Rt△ACB中,頂點A、B分別在OM、ON上運動,若AB=2,BC=1,在運動過程中求線段OC的最大值。 分析:如圖10,取AB中點D,連CD、OD,易求CD、OD的值,則OC 參考文獻: [1]波利亞.怎樣解題[M].閻育蘇,譯.北京:科學出版社,1982. [2]羅增儒.數(shù)學解題導引論[M].西安:陜西師范大學出版社,1997. (作者單位 湖北省武漢市黃陂區(qū)實驗中學) ?誗編輯 武曉紅