林康平
【摘 要】 動點問題一直是困擾教師和學生的主要題型,它蘊含諸多的數(shù)學思想,對學生的解題技巧與能力有一定的要求。本文筆者結合自身的教學實踐分析了初中數(shù)學動點問題,并在此基礎上提出了具體的教學措施。
【關鍵詞】 初中數(shù)學;動點問題;解題指導
“動點問題”是幾何教學的重點,主要以運動的觀點來探究圖形的變化,這類型題目考查的是學生對知識運用的靈活性,可以真實地反映學生的數(shù)學水平和理解能力,是一種開放性題型。下面本文就以動點問題這一關鍵詞進行具體說明。
一、初中動點問題教學
動點問題涉及的知識范圍廣,而且包含著眾多的數(shù)學思想。對初中階段的學生來講,這部分內(nèi)容的教學目標更直接、更明確,是對學生數(shù)學思想和分析問題能力的考查。此外,在動點問題的教學中,對學生也提出了一定的要求,不僅要求學生具有嚴謹?shù)那髮W態(tài)度,更要具備一定的邏輯思維,針對具體問題深入分析,以對癥下藥。
二、初中數(shù)學動點問題的解題指導
1.以動待靜,明確題目中的變與不變
以動待靜就是在圖形不斷變化過程中明確不變量。在初中動點問題的解答中存在很多不變因素,所以在解決動點問題的過程中,一定要認真觀察、找尋變量和不變量的關系,如此才能明確問題,找到解題思路。
例1:如圖1,已知矩形ABCD中,AD=8,CD=4,點E從D點出發(fā),沿線段DA以每秒1個單位的長度向A點方向移動,與此同時,點F從點C出發(fā),沿著射線CD方向以每秒2個單位的速度移動,當B、E、F三點處在一條直線的時候,點E和點F停止運動。設點E的移動時間為t(秒),試求當t為何值的時候,兩點同時停止運動。
例題分析:在這道題目中,無論點E和點F怎樣運動,ED都平行于BC,由此可以得到兩個相似三角形,以此開展下面的解答:當B、E、F三點在一條直線的時候,兩點同時停止運動,從題目當中可以明確知道:ED=t,BC=8,F(xiàn)D=2t-4,F(xiàn)C=2t。因為ED∥BC,所以△FED∽△FBC,由此得到,進一步得出,由此得出t=4。
2.以動制動,用函數(shù)思想來解決問題
以動制動主要是借助函數(shù)的思想來描述動點的運動變化情況,通過對函數(shù)圖像的研究和分析,將其轉(zhuǎn)化為函數(shù)或方程,以實現(xiàn)解題的最終目的。
例2:在如圖2所示的正方形ABCD中,其邊長為4,點E是AB的中點,點P從點E出發(fā),沿E→A→D→C的路線移動,到C點停止運動。假設點P經(jīng)過的路徑長為x,三角形CPE的面積為y,則下面哪個圖像能夠反映y和x的函數(shù)關系式:()。
例題分析:從題意中可以知道,隨著點P位置的變化,△CPE的面積也會出現(xiàn)變化。從題目中可以得出:點P和點E重合的時候,△CPE的面積為0,當點P在EA上運動的時候,△CPE的高BC不變,其面積是x的一次函數(shù),會隨著x的增大而變大,當x=2時,面積最大為4;當點P在AD邊上運動的時候,△CPE的底邊EC不變,則面積是x的一次函數(shù),面積隨x的增大而不斷增大,當x=6時,最大面積為8;點P在DC邊上運動的時候,△CPE的底邊EC不變,則面積是x的一次函數(shù),面積隨x的增大而不斷減小,最小面積為0,所以選C。
3.動靜互相轉(zhuǎn)化,深刻把握運動中的特殊位置
當數(shù)學動點問題為求最大或最小值的時候,一般動點都在這些特殊位置中。動靜的互相轉(zhuǎn)化,抓住題目中隱含的圖形變化中靜下來的時刻,將特殊問題歸于一般問題,進而抓住動靜的聯(lián)系。在初中數(shù)學的動點問題解答中,教師可以引導學生采取逆向思維來尋求條件,從特殊到一般抓住解題的關鍵,由此優(yōu)化解題過程。
例3:如圖3,點P為半圓直徑AB上的一個動點,C為半圓的中點,D為弧AC的三等分點,若AB=2,則PC+PD的最短距離為多少?
例題分析:從題目中可以知道,AB的值是固定不變的,而PC和PD的長度卻是不斷變化的,由此可以尋找點C關于AB的對稱點E,連接DE交AB于P,此時PC+PD的距離最短,并且PC+PD=PE+PD=DE,再根據(jù)C為半圓的中點,D為弧AC的三等分點,由此可以得到弧長CD的度數(shù)為30o,角CDE為90o,由此便可以得出PC+PD的最短距離。
動點問題涉及的知識點,對學生的能力有一定的要求,不僅可以綜合考查學生的知識掌握情況,還能及時發(fā)現(xiàn)學生存在的問題,以開展針對性教學。在解答動點問題的時候,教師一定要引導學生認真觀察和分析,找出題目中的變與不變,把握運動特殊位置關系,以有效轉(zhuǎn)化,解決數(shù)學問題。
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