王玉荷
[摘? 要] 以拋物線為載體的函數(shù)綜合題是中考的??碱}型,該類問題具有曲線繁多、形式多樣、綜合性強的特點,求解時需要借助一定的數(shù)學模型及方法. 文章以一道中考題為例進行分步探究,并開展解后反思,提出相應(yīng)的教學建議,與讀者交流學習.
[關(guān)鍵詞] 幾何問題;函數(shù)綜合;解題教學;解題策略
第三步,化動為靜多解模型構(gòu)建,公式巧用函數(shù)值域分析
最后一步是分析一般情形下的面積最值,P,D,Q三點均為動點,坐標不確定,僅已知三者之間的坐標關(guān)系,研究△DPQ面積的最大值,可以從三者之間的坐標關(guān)系入手. 具體求解有以下兩種方法:
2. 于涵定理,三角模型求解
S的形狀會隨著三動點的變化而變化,由于直尺的寬度關(guān)系,使得點之間的橫坐標又存在一定的聯(lián)系,因此可以利用于涵定理構(gòu)建關(guān)于三點之間的面積,設(shè)x-x=a,x-x=b,則a+b=x- x=4,而S=2ab=[(a+b)2-(a-b)2]=8-(a-b)2≤8,當且僅當a=b時,S取得最大值8.
1. 求解的關(guān)鍵點
第(2)(3)問的求解相對較為復(fù)雜,但兩者之間存在一定的聯(lián)系,基本都是基于動態(tài)三角形構(gòu)建的面積模型. 第二步研究特定情形下的面積最值,解題的關(guān)鍵有兩點:一是如何構(gòu)建一般三角形的面積模型,二是如何引入動點參數(shù),建立關(guān)于幾何面積的函數(shù)關(guān)系. 上述第二步的求解采用的是面積割補法,利用特殊三角形的組合來構(gòu)建,然后利用面積公式建立起動點參數(shù)與幾何線段之間的聯(lián)系,從而將幾何問題轉(zhuǎn)化為較為直接的函數(shù)問題,利用函數(shù)的取值模型來完成面積的最值分析. 第三步則是研究一般情形下的最值問題,除了需要構(gòu)建面積模型,聯(lián)系動點參數(shù)外,最為關(guān)鍵的一點是如何將動態(tài)三角形量化. 上述解題過程采用了兩種解法,一種是直接設(shè)定動態(tài)參數(shù),分析兩變量之間的關(guān)系;另一種是利用于涵定理關(guān)于動態(tài)三角形的面積模型,借助動態(tài)坐標參數(shù)來完成.
2. 問題的研究模型
本題目的第(2)(3)問為根據(jù)拋物線的表達式求解幾何面積的最值問題,解題過程中使用到了最為常用的數(shù)學模型,即將一般三角形分割為具有公共底的特殊三角形,然后結(jié)合數(shù)學的模型思想,利用幾何面積公式、頂點坐標建立起三角形面積關(guān)于坐標參數(shù)的函數(shù),然后通過研究函數(shù)的值域來求解,這是函數(shù)面積求解的常用模型. 巧解面積模型,構(gòu)造參數(shù)方程,是求解該類問題十分有效的策略.
3. 關(guān)于問題的變式
含參綜合題是初中數(shù)學較為典型的問題,問題類型也都大同小異,具有較為通用的解題思路,對問題進行合理的變式,可以探究問題的通性通法.
變式1:當P的橫坐標為-,且△DPQ是以頂點P為直角的直角三角形時,試求△DPQ的面積.
解題思路:求解過程必須強化對∠P=90°的理解,其指向除了DP⊥PQ,在函數(shù)方面的體現(xiàn)為DP所在直線與PQ所在直線斜率的乘積為-1,即k·k= -1,求解可先設(shè)出點D的坐標,然后分別求出兩條直線的斜率,進而確定點D的坐標,然后利用上述提煉的三角形面積模型,即可完成求解.
變式2:P的橫坐標為-,試求當△DPQ面積取得最大值時,的值.
解題思路:該問題實際上就是求△DPQ面積最大時點D的坐標,問題本質(zhì)與第二步相同,同樣需要構(gòu)建關(guān)于動點參數(shù)的面積模型. 通過研究函數(shù)方程來確定參數(shù)的取值,即點D的坐標,最后再利用兩點之間的距離公式來求解.
教學建議
1. 注重引導學習,挖掘問題本質(zhì)
對于解題教學,最為關(guān)鍵的一點是引導學生發(fā)掘問題的隱含信息,把握問題的本質(zhì)內(nèi)容. 如上述考題給出的直尺的寬度,其隱含信息是兩點之間的橫坐標差值,而點位于曲線上,表達的含義是點的坐標滿足曲線的方程,即可以用一個坐標參數(shù)來表示點的位置. 對于問題所涉及的內(nèi)容,要逐步引導學生建立問題與條件之間的聯(lián)系. 對于函數(shù)綜合題,需要引導學生認識到幾何問題與點坐標之間的聯(lián)系,如求幾何線段、面積,實際上就是求點的坐標,需建立線段與點坐標參數(shù)的關(guān)系. 在引導的過程中可以適時展開追問,引導學生進行深層思考,把握解題關(guān)鍵點,做到“解題明理”.
2. 充分參與思考,促成方法形成
有效的解題訓練應(yīng)該確保學生充分參與,進行思想的交流與碰撞,在思考求解的過程中促成解題方法的形成. 需要注意的是方法的形成并不完全是教師所指導的解法,而是學生自我內(nèi)化吸收所形成的適合自己的技巧方法. 這個過程中需要教師充分調(diào)動學生的積極性,讓其充分思考問題,各抒己見. 交流的過程中教師也可以準確把握學生理解的誤區(qū),考慮到學生學習的難點,從而做出針對性的調(diào)整. 同時在交流中學生也可以汲取他人思維上的閃光點,加入自己的理解,形成自己的觀點,自然而然地完成自我解題體系的構(gòu)建.
3. 強化變式學習,明一理通類題
解題教學最為重要的一環(huán)是基于問題特點、解法開展的變式教學,該環(huán)節(jié)是由解題向明理過渡的重要過程. 對考題的變式探究,不僅僅是表面上對問題形式的改變,而是基于問題的研究模型、解題的思想方法、思路的構(gòu)建策略來完成的深度探究. 該環(huán)節(jié)需要教師合理把握變式尺度,既不能超綱偏向,也不能變式過微失去教學意義,而應(yīng)是基于學生已有知識經(jīng)驗和解題能力的階段性拓展. 以一些常見的考題類型為參考來開展的變式,在變式環(huán)節(jié)需要向?qū)W生闡明變式的意圖,以及破題的基本思路,使學生在基本的思維框架下完成開放問題的解答,這樣的解題教學才能充分利用考題的價值,拓寬學生的解題思維.
結(jié)束語
數(shù)學的諸多問題具有一定的關(guān)聯(lián)性,問題的研究模型、解題的基本思路存在一定的共性,充分利用這些通性通法,形成合理的解題策略,往往可以取得較好的解題效果. 在解題教學中,教師需要適時引導、合理變式,使學生認識問題的本質(zhì),充分思考內(nèi)涵,掌握基本方法,形成解題策略,實現(xiàn)“通一題,通類題;明一例,明數(shù)理”的解題目標.