☉湖南省常德市芷蘭實(shí)驗(yàn)學(xué)校初中部 陳金紅
☉湖南省常德市安鄉(xiāng)縣蘆林鋪中學(xué) 郭作華
模型“出面”、繁簡轉(zhuǎn)換*
☉湖南省常德市芷蘭實(shí)驗(yàn)學(xué)校初中部陳金紅
☉湖南省常德市安鄉(xiāng)縣蘆林鋪中學(xué)郭作華
解壓軸題一般有很多種方法,但多數(shù)人包括命題者給出的常常是思路不明、計(jì)算或推理復(fù)雜的做法,指導(dǎo)效果當(dāng)然就不佳!但若重視提煉問題的本質(zhì)模型、解析出方法的細(xì)節(jié)生成,即可有效提高壓軸題的教學(xué)與應(yīng)試效果.眾所周知,利用模型思想解數(shù)學(xué)問題的確能使復(fù)雜問題簡單化,優(yōu)化解題過程,提高解題速度,因此,模型“出面”、繁簡轉(zhuǎn)換,現(xiàn)運(yùn)用此觀點(diǎn)解析一例:2013年成都中考數(shù)學(xué)壓軸題.
(1)如圖1,若該拋物線過A,B兩點(diǎn),求該拋物線的函數(shù)表達(dá)式.
(2)平移(1)中的拋物線,使頂點(diǎn)P在直線AC上滑動(dòng),且與AC交于另一點(diǎn)Q.
①若點(diǎn)M在直線AC下方,且為平移前(1)中的拋物線上的點(diǎn),當(dāng)以M、P、Q三點(diǎn)為頂點(diǎn)的三角形是等腰直角三角形時(shí),求出所有符合條件的點(diǎn)的坐標(biāo);
圖1
對于(2)的第①問,先看命題者的思路,求出直線AC的解析式、平移后的拋物線方程,解它們構(gòu)成的方程組,求出點(diǎn)P、點(diǎn)Q的坐標(biāo),最后對線段PQ分類:PQ為直角邊、PQ為斜邊兩種情形,艱辛“努力”才做出來的,有點(diǎn)“咬牙切齒”的味道!
真的有這么難嗎?促使我們有換個(gè)角度看問題的沖動(dòng):因?yàn)橹本€AC是固定不動(dòng)的,要得到一個(gè)其上線段PQ為邊的等腰直角三角形,易使人聯(lián)想到等腰直角三角形的背景即正方形模型(本題模型之一),再把點(diǎn)M代入原拋物線解析式,有解即存在、找出了符合要求的M點(diǎn)!簡潔明快!
圖2
具體即不難知直線AC的解析式為y=x-1.與x軸正方向夾的銳角為45°,設(shè)平移前的拋物線的頂點(diǎn)為P0,則由(1)可得P0的坐標(biāo)為(2,1),發(fā)現(xiàn)頂點(diǎn)P0在直線AC上.又點(diǎn)P在直線AC上滑動(dòng),故可設(shè)P的坐標(biāo)為(m,m-1),則平移后的拋物線的函數(shù)表達(dá)式為
當(dāng)PQ為斜邊時(shí),即圖2中左上角的等腰Rt△PQM,不難知PM∥y軸、QM∥x軸,于是點(diǎn)M的坐標(biāo)為(m,m-3),再把點(diǎn)M代入到原拋物線+2x-1中得m-3=,于是有,解得m=
當(dāng)PQ為直角邊時(shí),即圖2中左邊的大等腰Rt△PQM(或上邊的大等腰Rt△PQM),同上,不難知點(diǎn)M的坐標(biāo)為(m,m-5)或點(diǎn)M的坐標(biāo)為(m+2,m-3),再把點(diǎn)M代入到原拋物線中,可得到M3(4,-1),M4(-2,-7).
綜上所述,所有符合條件的點(diǎn)M的坐標(biāo)為:M1(1+M4(-2,-7).
對于(2)的第②問,命題者的解法沒有給人“所以然”的交代,計(jì)算量大,讓人理解起來沖淡了主題、有些晦澀之感!
真的有這么難嗎?同樣促使我們通俗化解讀之的動(dòng)機(jī):盡管P、Q是動(dòng)點(diǎn),但始終有PQ=是個(gè)定值不變量(求式的分子解決了)!轉(zhuǎn)而關(guān)注求式的分母NP+BQ取最小值時(shí),必有有最大值;要NP+BQ取最小值最直接的聯(lián)想是“將軍飲馬”對稱應(yīng)用模型,但如何使用?是本問題的最大“障礙”點(diǎn)!
此時(shí)由PQ∥FN、PQ=FN,知四邊形PQFN為平行四邊形,于是求式分母中的PN項(xiàng)可由FQ替代了,即NP+ BQ=FQ+BQ,其中點(diǎn)B、點(diǎn)F是定點(diǎn),轉(zhuǎn)化為研究定直線AC上動(dòng)點(diǎn)Q的位置(它直接決定了動(dòng)點(diǎn)P的位置?。┯谑怯校?/p>
“將軍飲馬”模型(本題模型之二):即“已知定點(diǎn)B、F和定直線AC,在直線AC上找一點(diǎn)Q,使得FQ+BQ(=NP+ BQ)取得最小值”(求式的分母解決了)!
圖3
圖4
具體即取點(diǎn)B關(guān)于AC的對稱點(diǎn)B′,連接QF,QB′,如圖3,當(dāng)B′、Q、F三點(diǎn)共線時(shí),F(xiàn)Q+B′Q(=NP+BQ)最小,最小值為線段B′F的長度!在Rt△B′FE中去求!
綜上可知,關(guān)注分子,關(guān)注分母,數(shù)值聯(lián)想,模型凸顯,方法實(shí)施,整體到局部,和諧流淌,如沐思維、思想之春風(fēng),如乘模型之載體,如啟方法之動(dòng)力,彰顯靈氣之融融!要害之處仍是“模型出面”,發(fā)現(xiàn)“繁簡轉(zhuǎn)換”,方法、過程呼之既出!對比原解法、期刊對其研究已發(fā)之文,很快可知運(yùn)用上面的方法更簡單、更通俗、更本質(zhì)化!這也是我們畢業(yè)班老師和命題者自身要注意的問題.
1.陳金紅.習(xí)題磨練結(jié)構(gòu)謀法[J].中學(xué)數(shù)學(xué)(下),2011(4).
2.陳金紅.讓解法來得更自然一些[J].中學(xué)教研(數(shù)學(xué)),2014(12).
3.陳金紅.幾何“形”,代數(shù)“聲”,三角函數(shù)“心”——談2014年湖南省常德市中考?jí)狠S題[J].中國數(shù)學(xué)教育(初中),2014(10).
4.陳金紅.不要放棄更初等的想法[J].中學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)參考(上),2012(1~2).
*本文系全國教育科學(xué)“十二五”規(guī)劃2013年度教育部規(guī)劃課題《生命課堂視野下的教學(xué)案例研究》(課題編號(hào):FHB130512)的階段性成果之一.