【中圖分類號】G635.1 【文獻標識碼】A
【文章編號】2095-3089(2019)13-0269-01
多年來,陜西省數(shù)學(xué)中考試題第20題均利用解直角三角形為數(shù)學(xué)模型,以考察學(xué)生解決測高或測距等實際問題的能力。絕大多數(shù)學(xué)生在考試中是按照平時訓(xùn)練的方式循規(guī)蹈矩地解決問題。但是在2017年的評卷過程中,發(fā)現(xiàn)一些學(xué)生沒有按照常理出牌,思維如天馬行空,從一次函數(shù)的角度切入進行建模,巧妙地解決了試題中呈現(xiàn)的測距問題。
下面是2017年陜西省中考數(shù)學(xué)試題第20題:
某市一湖的湖心島有一棵百年古樹,當?shù)厝朔Q它為“鄉(xiāng)思柳”,不乘船不易到達,每年初春時節(jié),人們喜歡在“聚賢亭”觀湖賞柳。小紅和小軍很想知道“聚賢亭”與“鄉(xiāng)思柳”之間的大致距離。測量方案如下:如圖,首先,小軍站在“聚賢亭”的A處,用側(cè)傾器測得“鄉(xiāng)思柳”頂端M點的仰角為23°,此時測得小軍的眼睛距地面的高度AB為1.7米;然后,小軍在A處蹲下,用側(cè)傾器測得“鄉(xiāng)思柳”頂端M點的仰角為24°,這時測得小軍的眼睛距地面的高度AC為1米。請你利用以上所測得的數(shù)據(jù),計算“聚賢亭”與“鄉(xiāng)思柳”之間的距離AN的長(結(jié)果精確到1米)。(參考數(shù)據(jù):sin23°≈0.3907,cos23°≈0.9265,tan23°≈0.4245,sin24°≈0.4067,cos24°≈0.9135,tan24°≈0.4452)
學(xué)生妙解如下:
以點A為坐標原點,直線AN為x軸,直線AB為y軸,建立平面直角坐標系。如圖2所示:
由題意可知,B、C兩點的坐標分別是(0,1.7)、(0,1)
∠MBD=23°,∠MCE=24°
可直接寫出直線BM、CM的解析式為:
直線BM y=tan23°x+1.7≈0.4245x+1.7
直線CM y=tan24°x+1≈0.4452x+1
解方程組y≈0.4245x+1.7y≈0.4452x+1 得:x≈33.8164y≈15.0551
即點M的坐標約為(34,15)
∴AN≈34m
即“聚賢亭”與“鄉(xiāng)思柳”之間的距離約為34米。
從以上解法可以看出,該生具有較高的數(shù)學(xué)素養(yǎng),能夠?qū)⒈绢}呈現(xiàn)的實際問題放到平面直角坐標系中進行研究,巧妙地利用一次函數(shù)作為數(shù)學(xué)模型,將測距和測高問題轉(zhuǎn)化為求直線的交點問題,最終不僅求出了“聚賢亭”與“鄉(xiāng)思柳”之間的距離,還多出了一個“副產(chǎn)品”——“鄉(xiāng)思柳”的高度約為15米。另外還能夠感知到,這位同學(xué)具有對數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的超前性,能學(xué)以致用地利用直線的“斜截式”直接寫出一次函數(shù)的解析式,使本題的一次函數(shù)解法簡潔的呈現(xiàn)出來。
那么,本題的這種解法是否屬于“通性通法”呢?我們對比以下示例:
(陜西省2015年中考試題第20題)晚飯后,小聰和小軍在社區(qū)廣場散步,小聰問小軍:“你有多高?”小軍一時語塞,小聰思考片刻,提議用廣場照明燈下的影長及地磚長來測量小軍的身高,于是,兩人在燈下沿直線NQ移動,如圖3,當小聰正好站在廣場的A點(距N點5塊地磚長)時,其影長AD恰好為1塊地磚長;當小軍正好站在廣場的B點(距N點9塊地磚長)時,其影長BF恰好為2塊地磚長,已知廣場地面由邊長為0.8米的正方形地磚鋪成,小聰?shù)纳砀逜C為1.6米,MN⊥NQ,AC⊥NQ,BE⊥NQ,請你根據(jù)以上信息,求出小軍身高BE的長(結(jié)果精確到0.01米)
如圖4所示建立平面直角坐標系坐標系,由題意可直接寫出點A、C、D、B、F等點的坐標,從而利用待定系數(shù)法求得直線DM的解析式、點M的坐標、直線FM的解析式、點E的坐標,從而得解。與文章開始那道題不同的是,本題對于沒有掌握直線“斜截式”有關(guān)知識的學(xué)生來說,也可以用這種方法順利解決。
再對比其它類似試題,發(fā)現(xiàn)這種“一次函數(shù)解法”并非“無往不利”,存在著一定的局限性。但是作為老師,不應(yīng)拘囿于某類問題應(yīng)該用什么方法去解,而是將重點放在學(xué)生思維能力的培養(yǎng)和訓(xùn)練上,通過引導(dǎo)學(xué)習(xí)拓寬學(xué)生視野,讓學(xué)生體會到學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的快樂,體驗解決問題后的成功感和愉悅感,從而愛上數(shù)學(xué)、學(xué)好數(shù)學(xué),有效提升其數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)。這才是我們數(shù)學(xué)老師肩負的重任。
參考文獻
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作者簡介:雷曉林(1973.9-),男,陜西合陽縣教學(xué)研究室,高級教師,初中數(shù)學(xué)教學(xué)研究。