王文昌
新民市周坨子學(xué)校,沈陽(yáng)新民110308
淺談教學(xué)中如何解決動(dòng)點(diǎn)問(wèn)題
王文昌
新民市周坨子學(xué)校,沈陽(yáng)新民110308
構(gòu)造思想方法是初中數(shù)學(xué)極為重要的數(shù)學(xué)思想,更是一種體現(xiàn)創(chuàng)新思維的思想方法。利用構(gòu)造思想方法解析動(dòng)點(diǎn)問(wèn)題的內(nèi)在規(guī)律,特別是動(dòng)點(diǎn)問(wèn)題的構(gòu)造方式,能夠有效培養(yǎng)和提高學(xué)生的綜合素質(zhì)和數(shù)學(xué)能力。
初中數(shù)學(xué);動(dòng)點(diǎn)問(wèn)題;解題策略
近年來(lái),中考數(shù)學(xué)中的動(dòng)點(diǎn)問(wèn)題已成為考查學(xué)生的熱點(diǎn)題型,這類(lèi)題型不僅涉及到大量的知識(shí)點(diǎn),而且能將幾何知識(shí)和代數(shù)知識(shí)緊密結(jié)合,既考查學(xué)生的基木運(yùn)算能力、又考查學(xué)生的思維能力和空間想象能力,較綜合地體現(xiàn)了中考數(shù)學(xué)對(duì)學(xué)生的素質(zhì)要求。但是由于這類(lèi)題型往往信息較多,綜合難度較大,學(xué)生得分情況很不理想。如何在平時(shí)教學(xué)中逐步滲透,培養(yǎng)學(xué)生認(rèn)識(shí)、分析此類(lèi)題型的能力,理解動(dòng)與靜的辯證關(guān)系,達(dá)到提高思維品質(zhì)的目的,成為我們一線教師的必須思考的問(wèn)題。
那么我們?nèi)绾谓鉀Q這樣的問(wèn)題呢?這里與大家一起分享一個(gè)關(guān)于動(dòng)點(diǎn)問(wèn)題的學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)。我們處理動(dòng)點(diǎn)問(wèn)題的原則是:將復(fù)雜問(wèn)題簡(jiǎn)單化,動(dòng)態(tài)問(wèn)題靜態(tài)化,“動(dòng)中取靜”,處理好動(dòng)與靜的關(guān)系,分析出運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的不變量,再利用其他相關(guān)知識(shí)點(diǎn)解決問(wèn)題。
在《怎樣解題》一書(shū)中,波利亞用一個(gè)表對(duì)學(xué)生解題思路有詳細(xì)的闡述。他認(rèn)為,學(xué)生在學(xué)習(xí)解題時(shí),要按照以下四個(gè)階段進(jìn)行:
(一)理解題目
在求解問(wèn)題時(shí),你必須理解題目,必須清楚地看到所要求的是什么。畫(huà)一張圖表,引入適當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)符號(hào),將題目條件的不同部分分開(kāi),并能分別寫(xiě)出來(lái)。
(二)擬定方案
在求解問(wèn)題時(shí),你必須了解各個(gè)項(xiàng)目是如何相關(guān)的,找出已知條件與未知量之間的聯(lián)系,然后得到解題思路,擬定一個(gè)解題方案。
如果找不到己知條件和未知量之間直接的關(guān)系,你可能不得不去考慮輔助題目。先嘗試去解某道相關(guān)的題目,找到己知條件和未知量之間的關(guān)系,然后能夠解出這道題目的一部分,最終要得到一個(gè)解題方案。
(三)執(zhí)行方案
在執(zhí)行你的解題方案時(shí),檢查你的每一個(gè)解題步驟,清楚地看清你的每一步是否正確,是否可以證明它的正確性。
(四)回顧
在檢查你的結(jié)果時(shí),你能否檢查出這個(gè)結(jié)果是否正確,或者你能否檢查出這個(gè)論證是否合理,你是否能以不同的方式推導(dǎo)這個(gè)結(jié)果,你是否能一眼就看出這個(gè)結(jié)果,你能在別的題目中利用這個(gè)結(jié)果或這種方法嗎?[1]
(一)單動(dòng)點(diǎn)問(wèn)題
例:如圖,∠C=90°,點(diǎn)A、B在∠C的兩邊上,CA= 30,CB=20,連結(jié)AB。點(diǎn)P從點(diǎn)B出發(fā),以每秒4個(gè)單位長(zhǎng)度的速度沿BC方向運(yùn)動(dòng),到點(diǎn)C停止。當(dāng)點(diǎn)P與B、C兩點(diǎn)不重合時(shí),作PD⊥BC交AB于D,作DE⊥AC于E。F為射線CB上一點(diǎn),且∠CEF=∠ABC。設(shè)點(diǎn)P的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為x(秒)。
(1)用含有x的代數(shù)式表示CF的長(zhǎng)。
(2)求點(diǎn)F與點(diǎn)B重合時(shí)x的值。
(3)當(dāng)點(diǎn)F在線段CB上時(shí),設(shè)四邊形DECP與四邊形DEFB重疊部分圖形的面積為y(平方單位)。求y與x之間的函數(shù)關(guān)系式。
(4)當(dāng)x為某個(gè)值時(shí),沿PD將以D、E、F、B為頂點(diǎn)的四邊形剪開(kāi),得到兩個(gè)圖形,用這兩個(gè)圖形拼成不重疊且無(wú)縫隙的圖形恰好是三角形。請(qǐng)直接寫(xiě)出所有符合上述條件的x值。(3分)
解:(1)由題意知,△DBP∽△ABC,四邊形PDEC為矩形,成的三角形。如圖④,當(dāng)點(diǎn)F與點(diǎn)P重合時(shí),
(二)雙動(dòng)點(diǎn)問(wèn)題
例:如圖①,在□ABCD中,AB=13,BC=50,BC邊上的高為12。點(diǎn)P從點(diǎn)B出發(fā),沿B-A-D-A運(yùn)動(dòng),沿B-A運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度為每秒13個(gè)單位長(zhǎng)度,沿A-D-A運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度為每秒8個(gè)單位長(zhǎng)度。點(diǎn)Q從點(diǎn)B出發(fā)沿BC方向運(yùn)動(dòng),速度為每秒5個(gè)單位長(zhǎng)度。P、Q兩點(diǎn)同時(shí)出發(fā),當(dāng)點(diǎn)Q到達(dá)點(diǎn)C時(shí),P、Q兩點(diǎn)同時(shí)停止運(yùn)動(dòng)。設(shè)點(diǎn)P的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t(秒),連結(jié)PQ。
(1)當(dāng)點(diǎn)P沿A-D-A運(yùn)動(dòng)時(shí),求AP的長(zhǎng)(用含t的代數(shù)式表示)。
(2)連結(jié)AQ,在點(diǎn)P沿B-A-D運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,當(dāng)點(diǎn)P與點(diǎn)B、點(diǎn)A不重合時(shí),記△APQ的面積為S。求S與t之間的函數(shù)關(guān)系式。
(3)過(guò)點(diǎn)Q作QR∥AB,交AD于點(diǎn)R,連結(jié)BR,如圖②。在點(diǎn)P沿B-A-D運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,當(dāng)線段PQ掃過(guò)的圖形(陰影部分)被線段BR分成面積相等的兩部分時(shí)t的值。
(4)設(shè)點(diǎn)C、D關(guān)于直線PQ的對(duì)稱點(diǎn)分別為C'、D',直接寫(xiě)出C'D'∥BC時(shí)t的值。
解:(1)當(dāng)點(diǎn)P沿A-D運(yùn)動(dòng)時(shí),AP=8(t-1)= 8t-8
當(dāng)點(diǎn)P沿D-A運(yùn)動(dòng)時(shí),AP=50×2-8(t-1)= 108-8t
(2)當(dāng)點(diǎn)P與點(diǎn)A重合時(shí),BP=AB,t=1
當(dāng)0<t<1時(shí),如圖①
作過(guò)點(diǎn)Q作QE⊥AB于點(diǎn)E
∴S=48t-48
當(dāng)0<t≤1時(shí),如圖③
∴BR不能把四邊形ABQP分成面積相等的兩部分。
提示:當(dāng)C'D'在BC上方且C'D'∥BC時(shí),如圖⑥
QC=OC
∴50-5t=58-8t+13,或50-5t=8t-58+13
當(dāng)C'D'在BC下方且C'D'∥BC時(shí),如圖⑦
OD=PD
解得t=
(三)線動(dòng)問(wèn)題
解:分析題意,可得:MP∥NQ,若以P、M、N、Q為頂點(diǎn)的四邊形為平行四邊形,只需MP=NQ即可。由題知:M(m,m),P(m,0),N(m+1,m+1),Q(m+
故只需表達(dá)MP、NQ即可。表達(dá)分下列四種情況:
綜合上面典型動(dòng)點(diǎn)問(wèn)題解題分析和解題方法探索,一般動(dòng)點(diǎn)問(wèn)題解題突破策略大致步驟如下:
(一)仔細(xì)讀題,整體理解
仔細(xì)讀題的目的是為了理解題意,并能夠?qū)︻}目中已知條件做出準(zhǔn)確的分析,與可能要用到的知識(shí)進(jìn)行適當(dāng)?shù)穆?lián)系,為下一步解題做好思維上的準(zhǔn)備.這一步是解題的關(guān)鍵。
(二)畫(huà)圖分析,理順動(dòng)向
“動(dòng)點(diǎn)問(wèn)題”一般都與圖形有關(guān),通過(guò)畫(huà)圖,動(dòng)手操作,在分析思維與直覺(jué)思維的相互作用下,可以直觀具體地一目了然其動(dòng)點(diǎn)的動(dòng)向.然后再根據(jù)所畫(huà)圖表,首先分析其動(dòng)點(diǎn)是作有限的直線運(yùn)動(dòng),或是作有限的圓周運(yùn)動(dòng),還是作無(wú)限飾孟動(dòng),如果是作有限的運(yùn)動(dòng),還要考慮其動(dòng)點(diǎn)的分界點(diǎn),即動(dòng)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的范圍;其次分析是一個(gè)動(dòng)點(diǎn),還是兩個(gè)動(dòng)點(diǎn),明確動(dòng)點(diǎn)與不動(dòng)點(diǎn)的關(guān)系,仔細(xì)揣摩,準(zhǔn)確定奪。就是在平時(shí)的解題中,當(dāng)局部的解題思維受阻后,仍需依靠直覺(jué)思維去重新探索、猜測(cè)和想象,直覺(jué)思維是數(shù)學(xué)發(fā)現(xiàn)的重要方法,而分析思維則是解決問(wèn)題的基本方法。所以在探索“動(dòng)點(diǎn)問(wèn)題”突破方略時(shí),要特別重視直覺(jué)思維在解決問(wèn)題時(shí)的指引方向和調(diào)整思路時(shí)的重要作用。
(三)動(dòng)中尋定,定中找動(dòng)
“動(dòng)點(diǎn)問(wèn)題”的特點(diǎn)是其背景都是特殊圖形,所以要把握好一般與特殊的關(guān)系。在動(dòng)中尋求定點(diǎn),設(shè)其“動(dòng)”的變量字母,利用特殊角、特殊線段建立等量關(guān)系;再?gòu)撵o中找出動(dòng)點(diǎn)分界點(diǎn),就會(huì)大大降低“動(dòng)點(diǎn)問(wèn)題”的解題難度。這就是說(shuō)對(duì)于數(shù)形結(jié)合的“動(dòng)點(diǎn)問(wèn)題”,把動(dòng)態(tài)問(wèn)題轉(zhuǎn)化成靜態(tài)問(wèn)題是解決“動(dòng)點(diǎn)問(wèn)題”的一種比較好的思維方法,可以事半功倍地找到正確解題思路。
(四)定思路,探解法
考生首先可從解剖已知條件人手,分析已知條件,通過(guò)聯(lián)想,順藤摸瓜,根據(jù)其動(dòng)點(diǎn)的特征,找出與方程,或是函數(shù)、不等式、相似形、圓等相關(guān)知識(shí)的聯(lián)系,再聯(lián)想與其有關(guān)的定義、公理、定理,就可以有效地突破“動(dòng)點(diǎn)問(wèn)題”解題難點(diǎn),探索出解題思路。其次可以從題目要求的問(wèn)題產(chǎn)生聯(lián)想,由果索因:要求這個(gè)問(wèn)題必須先要求出什么,又要求出什么;同時(shí)根據(jù)動(dòng)點(diǎn)的特征聯(lián)想其等量關(guān)系,這樣,也容易從中獲得解題思路,探求出解題方法。
上述“動(dòng)點(diǎn)問(wèn)題”解題思路探索,意在授之以漁,還要廣大考生細(xì)心研磨,從中悟出“動(dòng)點(diǎn)問(wèn)題”解題技巧,輔以足夠演練,就可從容解答“動(dòng)點(diǎn)問(wèn)題”。[4]
[1]馬濤.中考數(shù)學(xué)動(dòng)點(diǎn)問(wèn)題探究[J].寧夏:數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)與研究,2011(12).
[2]孫世軍.淺談初中數(shù)學(xué)動(dòng)點(diǎn)問(wèn)題的解題策略[J].江西:教師教育,2015.
[3]陸麗麗.探求不變量巧解動(dòng)點(diǎn)問(wèn)題[J].浙江:中學(xué)數(shù)學(xué)雜志2014(10).
[4]唐修成.例談中考熱點(diǎn)“動(dòng)點(diǎn)問(wèn)題”解題突破策略[J].數(shù)學(xué)之友,2012(3).
[5]蔡國(guó)飛.例談初中數(shù)學(xué)中動(dòng)點(diǎn)問(wèn)題的解法[J].數(shù)理化學(xué)習(xí):初中版,2014(9).
[6]陶萬(wàn)里.以“靜”制“動(dòng)”——初中數(shù)學(xué)動(dòng)點(diǎn)問(wèn)題舉例[J].數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)與研究:教研版,2011(4).
(責(zé)任編輯:張華偉)
王文昌(1971-),男,中學(xué)一級(jí)教師,大學(xué)本科。研究方向:初中數(shù)學(xué)教育教學(xué)研究。