廣東省東莞市光明中學(xué) 黃王華
數(shù)學(xué)家波利亞認(rèn)為:學(xué)生思維的發(fā)展、能力的提高都要通過(guò)解題來(lái)習(xí)得??v觀身邊一線教師對(duì)試題的評(píng)講,對(duì)解題教學(xué)還停留在只為解決某個(gè)問(wèn)題的水平,缺少題后反思,沒(méi)有把問(wèn)題教學(xué)提升到形成思想方法和解題策略的層面,因此教師的教育理論水平有待提高,教學(xué)方法也急待改變。
近年來(lái),廣東省中考數(shù)學(xué)9分題中代數(shù)綜合題考查拋物線知識(shí)的情況比較多,于是把涉及的考點(diǎn)及思想方法歸納起來(lái)做了這個(gè)模型:
【已知條件】在平面直角坐標(biāo)系中,已知拋物線經(jīng)過(guò)點(diǎn)A(-4,0),B(0,-4),C(2,0)。
【問(wèn)題風(fēng)暴1】求拋物線的解析式 (注:1.一般式:y=ax2+bx+c。2.交點(diǎn)式:y=a(x-x1)(x-x2))
求拋物線解析式是中考的常考考點(diǎn),本題有多種解法,利用交點(diǎn)式解決計(jì)算量是最少的,如果使用一般式,計(jì)算量就大得多。壓軸題中的9分題如果第一問(wèn)計(jì)算出錯(cuò),將會(huì)導(dǎo)致后面的幾問(wèn)全盤(pán)皆輸。
解:∵拋物線經(jīng)過(guò)點(diǎn)A(-4,0),C(2,0),
∴設(shè)拋物線解析式為y=a(x+4)(x-2)。
∵拋物線經(jīng)過(guò)點(diǎn)B(0,-4),∴有-4=a(0+4)(0-2),
當(dāng)我們所研究的數(shù)學(xué)式子具有某種特定形式時(shí),要確定它,只要求出式子中待確定的字母的值就可以了。另外,根據(jù)數(shù)學(xué)問(wèn)題的條件和結(jié)論之間的內(nèi)在聯(lián)系,既分析其代數(shù)含義,又揭示其幾何意義,使數(shù)量關(guān)系和圖形巧妙和諧地結(jié)合起來(lái),并充分利用這種結(jié)合尋求解題思路。
“掌握數(shù)學(xué)思想和方法可以使數(shù)學(xué)更容易理解和更容易記憶,領(lǐng)會(huì)基本思想和方法是通向遷移大道的光明之路。”布魯納這樣建議我們。因此,在解題教學(xué)中,我們要善于引導(dǎo)學(xué)生用數(shù)學(xué)思想方法找到思路。
【問(wèn)題風(fēng)暴2】對(duì)稱軸上是否存在一點(diǎn)P,使得△BCP的周長(zhǎng)最小?如果存在,請(qǐng)求出點(diǎn)P的坐標(biāo)。
要使△BCP的周長(zhǎng)最小,根據(jù)其周長(zhǎng)=BC+CP+BP,可以發(fā)現(xiàn)BC是固定的,所以就是要CP+BP的值最小,不難發(fā)現(xiàn),本問(wèn)題就是對(duì)稱性問(wèn)題了。所以P的位置確認(rèn)是本題的關(guān)鍵。
解:∵拋物線經(jīng)過(guò)點(diǎn)A(-4,0),C(2,0),
∴拋物線的對(duì)稱軸為直線x=-1。
要使得△BCP的周長(zhǎng)最小,即CP+BP最小,C點(diǎn)關(guān)于對(duì)稱軸的對(duì)稱點(diǎn)是點(diǎn)A(-4,0),直線AB與對(duì)稱軸:直線x=-1的交點(diǎn)即為P點(diǎn)。
設(shè)直線AB的解析式為y=kx+b,
∴直線AB的解析式為y=-x-4,∴直線AB與直線x=-1的交點(diǎn)P的坐標(biāo)為(-1,-3)。
本題是通??挤?,但根據(jù)中考數(shù)學(xué),也會(huì)出現(xiàn)其他類型的考題,表面看起來(lái)差不多,卻發(fā)生了根本性的變化。
【問(wèn)題風(fēng)暴3】對(duì)稱軸上是否存在一點(diǎn)P,使得PC-PB最大,如果存在,請(qǐng)求點(diǎn)P的坐標(biāo)。
本題主要考查三角形的三邊關(guān)系:兩邊之差小于第三邊,所以直線BC與對(duì)稱軸的交點(diǎn)就是P點(diǎn)的位置。
解:設(shè)直線BC的解析式為y=kx+b。
∴直線BC的解析式為y=2x-4。
∴直線BC與對(duì)稱軸:直線x=-1的交點(diǎn)P的坐標(biāo)為(-1,-6)。
【變異風(fēng)暴3】對(duì)稱軸上是否存在一點(diǎn)P,使得︱PA-PB︱的值最大?如果存在,請(qǐng)求點(diǎn)P的坐標(biāo)。
本問(wèn)題同樣難點(diǎn)在于找P點(diǎn)的位置,只要位置確定,計(jì)算就不難,其實(shí)它是風(fēng)暴3的變異。聯(lián)系與轉(zhuǎn)化的思想完全可以應(yīng)用于數(shù)學(xué)學(xué)科中,數(shù)學(xué)學(xué)科的各部分之間也是相互聯(lián)系,可以相互轉(zhuǎn)化的。解題時(shí)如果能恰當(dāng)處理,往往可以化繁為簡(jiǎn)。
在數(shù)學(xué)中,常常需要根據(jù)研究對(duì)象性質(zhì)的差異,分各種不同情況予以考查,這種分類思考的方法是一種重要的解題策略。在解答題中,等腰三角形與相似三角形問(wèn)題的分類討論尤為重要,以下為例。
【問(wèn)題風(fēng)暴4】對(duì)稱軸上是否存在一點(diǎn)P,使得△ABP是等腰三角形?如果存在,請(qǐng)求點(diǎn)P的坐標(biāo)。
本題除了分三種情況進(jìn)行分類討論外,解法也是值得繼續(xù)研究的,一種是代數(shù)方法,利用兩點(diǎn)間的距離公式可以得到方程;一種是幾何方法,分別把三種情況下的圖形畫(huà)出來(lái),進(jìn)行特殊情況的計(jì)算。
解:假設(shè)存在這樣的點(diǎn)P,使得△ABP是等腰三角形,設(shè)P(-1,y),則會(huì)有三種情況:
(1)當(dāng)AB=AP時(shí),即AB2=AP2,即(-4-0)2+(0+4)2=(-4+1)2+(0-y)2;
(2)當(dāng)AB=BP時(shí),則AB2=BP2,則(-4-0)2+(0+4)2=(0+1)2+(-4-y)2;
(3)當(dāng)AP=BP時(shí),則AP2=BP2,則(-4+1)2+(0-y)2=(0+1)2+(-4-y)2。
【問(wèn)題風(fēng)暴5】點(diǎn)N為對(duì)稱軸與x軸的交點(diǎn),對(duì)稱軸上是否存在一點(diǎn)P,使得△BOC與△ANP相似?如果存在,請(qǐng)求點(diǎn)P的坐標(biāo)。
三角形相似的分類討論問(wèn)題主要在對(duì)應(yīng)邊上,通常這類題都會(huì)有一個(gè)條件是對(duì)應(yīng)的,如本題首先就會(huì)有一個(gè)角的對(duì)應(yīng)關(guān)系,那就是直角,接下來(lái)就是圍繞直角的兩邊進(jìn)行分類討論,所以就分兩種情況:
動(dòng)點(diǎn)問(wèn)題對(duì)學(xué)生能力水平有較高要求,如果能夠以靜制動(dòng),把幾何問(wèn)題代數(shù)化,對(duì)于解題能力將會(huì)是一種質(zhì)的提高。
【問(wèn)題風(fēng)暴6】在直線y=x+4上有一個(gè)動(dòng)點(diǎn)P,過(guò)P作x軸的垂線交拋物線于點(diǎn)Q(P在Q點(diǎn)上方),求PQ最大值及P點(diǎn)的坐標(biāo)。
本題的問(wèn)題主要涉及動(dòng)態(tài)最值問(wèn)題,可以用代數(shù)的方法表示線段PQ的長(zhǎng)度,要使PQ最大,只需要把PQ的長(zhǎng)度表示出來(lái)。