【摘要】近年來,中考數(shù)學科目的動態(tài)幾何問題引起一線教師的高度重視,原因是這一部分知識點具有多、雜、難的特點,知識點涉及內(nèi)容過多,一個問題往往考查多個知識點,導致學生的解題思路更加復雜,解題難度隨之升高,也因此成為學生丟分嚴重的區(qū)域,往往“學優(yōu)生”與“學困生”就用這一道動態(tài)幾何問題便能區(qū)分出來.本文圍繞初中數(shù)學動態(tài)幾何問題解題技巧展開幾點分析,希望幫助學生理清解題思路,強化學生的問題解決能力.
【關鍵詞】初中數(shù)學;動態(tài)幾何;解題技巧
在初中幾何知識體系中,動態(tài)問題占據(jù)主導地位,中考頻繁出現(xiàn),此類問題往往考查學生的抽象性思維能力、數(shù)學運算能力.盡管在初中動態(tài)幾何問題教學中,教師會重點向?qū)W生講授此類題型,但是學生對于動態(tài)幾何問題存在畏懼心理,每當遇到動態(tài)幾何問題,便出現(xiàn)退縮放棄的念頭,甚至部分學生對于此類問題毫無解題思緒,不知從何處下手,此種情況也使學生的考試成績不理想,容易降低學生的學習驅(qū)動力.為此,初中數(shù)學教師應注重動態(tài)幾何問題的教學環(huán)節(jié),向?qū)W生傳授有效的解題技巧,提高學生的解題能力,才能讓學生勇敢跨越學習障礙,促進學生全面發(fā)展.
1 熟練運用函數(shù)性質(zhì),提高解題能力
在初中動態(tài)幾何問題教學中,多數(shù)學生對于最值問題較為熟悉,解答此類問題時,教師可引導學生從函數(shù)方法入手,根據(jù)函數(shù)的性質(zhì),找到解決問題的訣竅.學生利用函數(shù)性質(zhì)解決動態(tài)幾何問題,要找出問題中所隱藏的數(shù)量關系[1],設置相應的參數(shù),依照數(shù)量關系,寫出一次函數(shù)、二次函數(shù)或者反比例函數(shù),以便結(jié)合函數(shù)基本性質(zhì),找到正確的答案.為此,在利用函數(shù)性質(zhì)解答動態(tài)幾何問題時,初中數(shù)學教師要指導學生留意自變量取值范圍,以免因馬虎而將最終答案計算錯誤,導致解題功虧一簣.
例1 詳閱圖1,已知ABCD為矩形,AB測量為10厘米,AD測量為6厘米,E與F均為動態(tài),順著AD與DC方向,分別保持每秒1厘米與每秒2厘米的速度移動,如若運動時間為t秒,請問:S△DEF+S△ABE有最大值存在時,t是多少?
(A)2. (B)3. (C)72. (D)112.
解析 對于此類問題,教師可指導學生深入分析問題中隱藏的數(shù)量關系與已知條件,學生通過分析問題,發(fā)現(xiàn)DF與2AE相同,假設AE長度為x,便可了解到兩個三角形面積和AE的內(nèi)在關系,以便知曉AE為二次函數(shù)最值問題,教師還要適當提醒學生,由于AE在AD上進行運動,所以其數(shù)量關系為:0<AE<6.學生列出S△ABE=12×AB×AE=5x;S△DEF=12×DE×DF=12×(6-x)×2x=(6-x)x;說明S△DEF+S△ABE=(6-x)x+5x,計算為-x2+11x(0<x<6),假設y=-x2+11x,得出x=112的情況下,符合題設情況,即在x=112時,S△DEF+S△ABE有最大值,根據(jù)已知條件,AE運動速度為每秒1厘米,所以t為112.選擇答案(D).
2 熟練運用圖形性質(zhì),提高解題能力
在初中數(shù)學動態(tài)幾何教學中,教師可指導學生從圖形性質(zhì)入手,利用學生所熟知的三角形、正方形、長方形、平行四邊形、等圖形基本性質(zhì),以此解決動態(tài)幾何問題.但是在利用圖形性質(zhì)解決此類問題時,對學生的圖形思維能力要求較高[2],并讓學生根據(jù)圖形的特點,利用圖形的基本性質(zhì),進而找出問題中的變量,將解題難度降低,提高學生的問題解決效率.
例2 詳閱圖2,已知在直角坐標系中,點A位于(12,0),點B位于(0,9),經(jīng)過點O且和AB相切的圓與x,y軸相交于P,Q,請問:PQ最短距離是多少?
(A)62. (B)8. (C)72. (D)7.2.
解析 教師指導學生詳細閱讀問題,不管是圓處在何處,都與AB相切,同時保證∠QOP為90°,學生從圓的基本性質(zhì)入手,如若PQ經(jīng)過圓心,也就是圓的直徑有最小值,學生便可發(fā)現(xiàn)此類問題的解答訣竅.如若PQ為圓的直徑時存在最小值,那么圓的直徑只有達到△AOB中AB的高才能滿足題意要求.根據(jù)已知條件點A位于(12,0),點B位于(0,9),說明OA為12,OB為9,進而學生列出AB=122+92=15的算式,最終答案為7.2.選擇(D).
3 熟練運用圖形關系,提高解題能力
在初中數(shù)學動態(tài)幾何教學中,教師可指導學生根據(jù)角度、線段的位置關系,帶領學生回顧三角形相似、全等、線段平行等知識要點,發(fā)散自身的解題思維,以便依照性格問題,畫出輔助線,降低解題難度,使學生的解題效率不斷提升.為此,初中數(shù)學教師要為學生打下堅實的圖形性質(zhì)學習基礎[3],以便學生根據(jù)相應的題意內(nèi)容,畫出相應的輔助線,找到解決問題的關鍵點,使難題迎刃而解,實現(xiàn)預期教學目標.
例3 詳閱圖3,在直角坐標系中,點A位于(3,4),點C位于(x,0),已知-2<x<3,B是直線x=-2上的一個動點,BC與AC保持垂直狀態(tài),與AB相互連接,假設AB和y軸所形成的夾角屬于銳角,設為α,此時tanα最大,請問:x是多少?
(A)12. (B)332.
(C)1. (D)13.
解析 教師指導學生認真審題,明確tanα的值,想要明確其最大值,要將其轉(zhuǎn)變成三角形,此種情況下,可以將問題轉(zhuǎn)變成求BG最大值問題,想要得出BG最大值,需要利用相似三角形判定定理,進而將tanα的值推導出來.AH平行于x軸,AH和x=-2相互垂直,垂足為H.AF平行于y軸和直線x=-2,說明tanα=AHBH;又由于AH=3+2=5,那么tanα=5BH,結(jié)合公式,如若tanα存在最大值,BH為最小,那么BG取最大值.又因為BC與AC相互垂直,說明∠BCO+∠CBG=90°,∠BCO+∠ACF=90°,表示∠CBG與∠ACF相等,證實△BGC與△CFA相似,假設BG為y,那么CF=3-x,CG=x+2,由于BGCF=CGAF,套入公式y(tǒng)3-x=x+24,經(jīng)計算得出x為12的情況下,tanα有最大值,所以得出答案為(A).
4 結(jié)語
綜上所述,初中數(shù)學動態(tài)幾何問題往往并不難,只要熟練運用函數(shù)性質(zhì)、圖形性質(zhì)、圖象關系等知識點,便可找到解決此類問題的解題訣竅.為此,在初中數(shù)學動態(tài)幾何問題講解中,教師為學生精心選取經(jīng)典習題類型,引導學生深入分析題意,找到解決問題的關鍵點,梳理解題思路,選取相應的解題方法,便可使動態(tài)幾何問題化繁為簡,提高學生的問題解決能力.
參考文獻:
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[2]黃文趁.核心素養(yǎng)理念下初中數(shù)學動態(tài)幾何問題的研究[J].數(shù)學教學通訊,2022(29):62-63.
[3]王涵.初中數(shù)學動態(tài)幾何問題的解題方法[J].數(shù)理化解題研究,2022(26):2-4.