【摘要】:最值問題一直以來都是初中數(shù)學(xué)的重點(diǎn)與難點(diǎn)問題,與實(shí)際生活有著緊密的聯(lián)系,解決這類題型是有助于激起學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的興趣,解題的時(shí)候可以按照問題的要求,通過轉(zhuǎn)變降低變量,向定理靠攏,然后尋求問題的解決。在這類問題解決的過程中,直接使用模型是最為簡(jiǎn)便與高效的,為此,本文針對(duì)具體的題型,分析了模型的構(gòu)造以及應(yīng)用過程,旨在為最值問題的解決提供一定的理論參考。
【關(guān)鍵詞】:初中數(shù)學(xué) 最值問題 模型構(gòu)造 應(yīng)用
一、初中數(shù)學(xué)中模型思想的應(yīng)用方式
模型思想指的是使用數(shù)學(xué)模型方法有效解決以及處理實(shí)際問題的思想,其是學(xué)生理解以及體會(huì)數(shù)學(xué)和現(xiàn)實(shí)聯(lián)系的重要橋梁,構(gòu)建和求解模型的過程包含了從具體情境或者是現(xiàn)實(shí)生活當(dāng)中抽象數(shù)學(xué)問題,使用數(shù)學(xué)符號(hào)有效的構(gòu)建不等式、方程以及函數(shù)等數(shù)學(xué)問題當(dāng)中的數(shù)量關(guān)系以及變化規(guī)律,最終獲得結(jié)果,并且探究結(jié)果意義。【1】學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)模型思想可以有效的提升學(xué)生數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的興趣,加強(qiáng)應(yīng)用意識(shí),最終完成建模的有效策略。
最值問題作為初中數(shù)學(xué)的關(guān)鍵性內(nèi)容,同時(shí)也是中考中經(jīng)常會(huì)涉及到的熱點(diǎn)性問題,是一類綜合性相對(duì)較強(qiáng)的問題,考察學(xué)生利用所學(xué)知識(shí)有效解決實(shí)際問題的根本能力?!?】不管是代數(shù)亦或是平面幾何,學(xué)習(xí)中都會(huì)碰到最值問題,常見的便是線段以及最值問題,這類題目通常可以歸為兩種形式:第一,幾何模型,多是在存在不確定位置關(guān)系以及動(dòng)點(diǎn)的時(shí)候求最值,該類問題的解答通常由兩種方法,一種是通過幾何圖形性質(zhì)確定位置。第二,函數(shù)模型,經(jīng)常按照已知的條件,將問題逐漸演變?yōu)閮蓚€(gè)變量的關(guān)系,從而構(gòu)造二次函數(shù)的解析式,利用配方使用二次函數(shù)增減性與對(duì)稱性,最終明確某個(gè)特定范圍內(nèi)函數(shù)最大、最小值。
二、模型的構(gòu)造
教學(xué)是從簡(jiǎn)單到復(fù)雜,從特殊到一般的過程,【3】為了能夠讓學(xué)生順利的開展學(xué)習(xí)工作,筆者選取了2個(gè)動(dòng)點(diǎn)以及1個(gè)定點(diǎn)間距離相等,同時(shí)2條線段形成夾角是直角這個(gè)特殊的情況引入。
如圖1所示,已知A(0,5),B點(diǎn)是x軸的一點(diǎn),在A點(diǎn)上做CA⊥AB,同時(shí)CA=AB,如果B點(diǎn)沿著x軸運(yùn)動(dòng),C點(diǎn)隨之運(yùn)動(dòng),那么OC最小值是?
在做這個(gè)題目的時(shí)候,教師要讓學(xué)生認(rèn)真的觀察各個(gè)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)情況,然后回答以下問題。
第一,我們要探究的是哪個(gè)動(dòng)點(diǎn)的實(shí)際運(yùn)動(dòng)軌跡?
學(xué)生都能夠回答是C點(diǎn)。為了能夠貫徹新課程改革中以學(xué)生為教學(xué)主體的要求,在實(shí)踐教學(xué)工作中,可以讓學(xué)生四人作為一個(gè)小組進(jìn)行集中討論,并且用畫圖的形式探究以及觀察,猜想B點(diǎn)沿著x軸運(yùn)動(dòng)的時(shí)候,C點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡。通過對(duì)圖形的觀察,學(xué)生可以猜想出C點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡為直線,可是無法用數(shù)學(xué)語(yǔ)言給出證明。為了有效的解決這個(gè)問題,教師可以為學(xué)生設(shè)置相應(yīng)的問題,引導(dǎo)學(xué)生確定C點(diǎn)運(yùn)動(dòng)軌跡。
第二,B點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的時(shí)候,圖中哪些量是保持不變的?
這個(gè)問題看上去非常簡(jiǎn)單,但是能夠幫助學(xué)生理清題意,使得學(xué)生能夠從動(dòng)中發(fā)現(xiàn)靜的一面,找出動(dòng)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的進(jìn)程中所產(chǎn)生的不變量,從而將不變量作為根本出發(fā)點(diǎn),尋找問題解決的方法。
盡管C點(diǎn)、B點(diǎn)都在運(yùn)動(dòng),可是AB與AC是垂直、相等的,也就是AB與AC長(zhǎng)度相等,同時(shí)∠BAC為90°。教師要引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)這幾個(gè)不變量。
第三,是否能夠?qū)A⊥AB轉(zhuǎn)變成∠BAC=90°,將CA=AB轉(zhuǎn)變?yōu)锳B/AC=1的樣式?
學(xué)生回答可以。此時(shí)我們就可以得出模型,
模型:已知A點(diǎn)是定點(diǎn),B、C兩點(diǎn)是動(dòng)點(diǎn),同時(shí)滿足∠BAC=90°,AB/AC=1,如果點(diǎn)B在直線m上運(yùn)動(dòng),那么點(diǎn)C的運(yùn)動(dòng)軌跡也是一條直線。通過特殊到一般性的推理,∠BAC并非局限在90°,可以為(0°,180°)區(qū)間內(nèi)的任意角度。
三、模型的應(yīng)用
下圖為一個(gè)等邊三角形,其邊長(zhǎng)均為6,E為對(duì)稱軸AD上的動(dòng)點(diǎn),連接EC,線段EC繞著C點(diǎn)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)60°獲得FC,將DF連接起來,那么在E點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的進(jìn)程中,DF最小值為?
點(diǎn)C為定點(diǎn),E、F兩點(diǎn)為動(dòng)點(diǎn),∠ECF=60°,同時(shí)CE/CF=1,滿足模型所規(guī)定的條件,所以我們可以明確F運(yùn)動(dòng)軌跡為直線,為了確定直線,只需要找到直線上的一個(gè)特殊點(diǎn),E為AD上的動(dòng)點(diǎn),為了保持∠ECF不變,F(xiàn)也會(huì)運(yùn)動(dòng),在E到達(dá)A點(diǎn)的時(shí)候,點(diǎn)F正好能夠運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn),連接BF,即為F的運(yùn)動(dòng)軌跡,直線明確以后就能夠使用垂線段最短來確定DF最小值,按照模型可以明確∠EGB=∠ECF=60°,DF為3/2.
結(jié)語(yǔ)
總而言之,最值問題看上去困難、復(fù)雜,但是其中包含了一定的模型思想,解決這類題型的時(shí)候,關(guān)鍵在于充分的結(jié)合題目的意思,利用相應(yīng)的圖形性質(zhì)以及概念,利用一定的手段與方法,將函數(shù)以及幾何的最值問題直接轉(zhuǎn)變?yōu)榛灸P图右越鉀Q。教師要從學(xué)生的實(shí)際情況出發(fā),設(shè)置相應(yīng)的問題引導(dǎo)學(xué)生構(gòu)建模型,并使用模型解決相關(guān)題型,引導(dǎo)學(xué)生在求解數(shù)學(xué)模型的進(jìn)程中,不斷的積累各種數(shù)學(xué)活動(dòng)經(jīng)驗(yàn),構(gòu)建數(shù)學(xué)模型思想,有效的提高問題解決能力。
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作者簡(jiǎn)介:姓名:謝承敏 性別:男 出生年月:1968.10 籍貫:廣西 凌云 目前職稱:中學(xué)一級(jí)教師 所屬單位:廣西凌云縣民族初級(jí)中學(xué) 研究方向;二次函數(shù)最值問題 解決生活中實(shí)際問題