陸洋
摘 要:在中學數(shù)學教學中,分類討論的重要性十分突出。要提高學生對分類討論的重視,弄清楚引起分類的原因、明確分類討論的標準、遵循分類討論的步驟、掌握分類討論的方法。分類討論是解決數(shù)學問題的一種策略,也是訓(xùn)練學生思維方法、培養(yǎng)思維能力的重要手段。
關(guān)鍵詞:分類討論;重合面積;例題
中圖分類號:G63 文獻標識碼:A 文章編號:1673-9132(2017)29-0041-02
DOI:10.16657/j.cnki.issn1673-9132.2017.29.022
數(shù)學學科十分重視不同解題思路和方法的探究和運用,根據(jù)不同題目的類型,采取最為合適的解題方法,同時探究其他解題思路,這有助于學生發(fā)散性思維的培養(yǎng)。分類討論思想在初中數(shù)學教學中的應(yīng)用就驗證了這一種教學思路的滲透。
翻閱蘇州各市區(qū)近幾年一模卷和蘇州市中考卷,發(fā)現(xiàn)那些開放性、探索性較強的試題往往會作為壓軸題,而學生往往失分嚴重,究其原因,是由于考生邏輯推理能力不強,分類討論思想缺失,或者解題不嚴密所致,因此訓(xùn)練這方面能力是非常必要的。
一、確立分類討論思想的重要性
分類討論是指在解決數(shù)學問題的過程中,根據(jù)問題中所出現(xiàn)的多種情況和可能性,分別進行研究的一種常用的數(shù)學思想方法。
分類討論思想一旦以壓軸題的形式出現(xiàn),就會讓學生無從入手。因此中考復(fù)習要到位,分類討論這方面問題,必須在平時課上就加以鋪墊,化整為零,讓學生經(jīng)??梢愿惺艿椒诸愃枷?,不要到臨考前才臨陣磨槍。
二、如何進行分類討論的教學
分類情況可分為:數(shù)學概念的內(nèi)涵需要分類討論;問題中的條件需要分類討論; 問題中的變量需要分類討論;形狀、位置的變化需要分類討論。
教師必須能全面、熟練地掌握初中數(shù)學教材中的所有概念、性質(zhì)、定理。只有這樣,在教學的過程中教師才能更好地運用自己所掌握的東西,使學生對分類討論思想有系統(tǒng)、全面的理解,讓學生能掌握直至熟練運用分類討論思想。
代數(shù)型分類討論,如絕對值化簡,方程根的個數(shù),函數(shù)圖像性質(zhì),二次函數(shù)最值等;幾何型分類討論,如求等腰三角形第三邊,直角三角形的第三邊,相似三角形的分類討論等;以上問題通過例題、課后作業(yè),可以有效解決,讓學生輕松上手。但是綜合起來以后,學生有時就很難理解,下面具體來談一下,如何有效地讓學生學會計算“幾何重合面積”的方法。
對于幾何類型的分類討論,在課堂教學中,要訓(xùn)練學生,讓他們畫出幾何圖形,特別是訓(xùn)練讀題畫圖,在做作業(yè)乃至考試的時候,涉及幾何的題目,如果原題沒有配圖,一定要培養(yǎng)他們畫圖的習慣,對圖形有很好的感覺,會對分類討論有著最直接的幫助。課堂上,教師也應(yīng)該經(jīng)常在學生面前畫圖,并介紹如何利用直尺、圓規(guī)等工具,把幾何圖形畫得盡量準確,不要為了省事,總放些課件,把很好的訓(xùn)練機會白白浪費掉。訓(xùn)練尋找題中的特殊角度、坐標、特殊的邊的比值等。有時解題的關(guān)鍵就是這些容易疏忽的條件。運動的圖形,必須從起點開始畫,要學會畫出分類情況的臨界狀況,這是求自變量取值范圍的關(guān)鍵,這種過度圖形都是很特殊的位置,對于計算是很有幫助的。
例1:已知二次函數(shù)的圖象經(jīng)過A(2,0)、C(0,-12)兩點,且對稱軸為直線x=4,設(shè)頂點為點P,與x軸的另一交點為點B.
(1)求二次函數(shù)的解析式及頂點P的坐標;
(2)如圖1,在直線y=-2x上是否存在點D,使四邊形OPBD為等腰梯形?若存在,求出點D的坐標;若不存在,說明理由;
(3)如圖2,點M是線段OP上的一個動點(O、P兩點除外),以每秒個單位長度的速度由點P向點O運動,過點M作直線MN∥x軸,交PB于點N.將△PMN沿直線MN對折,得到△P1MN.在動點M的運動過程中,設(shè)△P1MN與梯形OMNB的重疊部分的面積為S,運動時間為t秒.問S存在最大值嗎?若存在,求出這個最大值;若不存在,請說明理由。
分析:
(1)利用對稱軸,可求出B坐標,用A、B、C坐標求拋物線解析式。
(2)關(guān)鍵要判斷一組平行的對邊是什么,因此先求出直線PB的解析式,可知與直線y=-2x的k相等,所以直線PB//OD,所以只需OP=BD,用勾股定理列出OP和BD,解方程,最后檢驗是不是只有一組對邊平行,當x=2時,OD=PB,此時四邊形OPBD為平行四邊形,舍去。
(3)做這小題時,有一條運動的直線,經(jīng)過自己動手探索,發(fā)現(xiàn)△PMN翻折后,有兩種情況,如圖3、4,即重合部分是三角形或者是四邊形。
有的學生畫不出圖,寸步難行,有的學生只會畫出圖,至于如何計算,無從下手。教師要先鼓勵學生根據(jù)原圖畫出翻折圖像,這樣的全等圖形,相信只要去嘗試,可以臨摹出一模一樣的翻折圖形,如果成功的話,接著可以讓全班同學一起參與畫出不一樣的圖像,并且一起分析這些“不同的圖像”的相同之處,從運動的起點到終點,整個運動過程可總結(jié)出有兩種重合部分的圖像。下面要討論出這兩種情況的分界點,也就是重合部分是三角形的最后時刻,通過剛才畫圖的過程,可知點P翻折后正好落在x軸上。
分析完后,進入計算階段,這條運動的直線,是以M為主體,畫出的與x軸平行的直線,由速度可得PM=t,下面又是學生碰到的難題,其實,題中包含著很多的特殊三角形(特殊三角形包括等腰直角三角形、含30°的直角三角形,或者邊的比值是定值的也算是特殊三角形),這是要告誡學生,必須根據(jù)條件,去探索題中是否有特殊三角形,經(jīng)過(1)(2)題的計算,圖3、4中可以得出△POD,△POG是等腰直角三角形,△PDB中BD:PD=1:2的直角三角形。因為相似,可知△PMH是等腰直角三角形,△PHN的直角邊也是1:2,用t可以表示MN、PH,面積也就迎刃而解了。
這道題的分類思想根據(jù)畫圖得出,因此,讓學生從圖像變化的起點出發(fā),尋找臨界狀態(tài),進而畫出動起來后的不同形式,再經(jīng)過分析完善分類,最后進行計算。計算過程一定要利用已知條件,尋找特殊圖像。幾乎所有類似的題目,都有可以利用的圖形。
三、學生如何掌握分類討論的思想
正確的分類必須是周全的,既不重復(fù),也不遺漏。分類討論的原則:分類中的每一部分是相互獨立的;一次分類按一個分類標準;分類討論應(yīng)該逐級進行。
分類的基本步驟為:明確分類主體;按條件合理展開分類;根據(jù)類型逐項進行討論;歸納分類結(jié)果得出答案。通過平時課內(nèi)和課后對畫圖的訓(xùn)練、壓軸題中給出的點坐標、特殊三角形的尋找,通過從動點起止狀態(tài)的分析的訓(xùn)練,學生可以逐漸掌握幾何重合面積的解決方法。
四、教師要把主動權(quán)還給學生
學生之所以對分類討論問題懼怕,無非是因為不知道什么題目要進行分類討論,或分類不完全、漏解,只要突破這兩個難點,學生以后碰到此類問題,就會迎刃而解了。在課堂教學中,教師要把主動權(quán)還給學生,要產(chǎn)生真切的師生互動,使討論具有實效。這樣,在課堂上學生始終處于不斷發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的過程中。學生一旦嘗到努力探索的成就感,久而久之,就會更加喜歡學習,愿意學習。
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[ 責任編輯 林 娜 ]endprint