[摘 要]:一年一度高考,舉國大事,情系千萬學(xué)子十二載艱辛努力,成名成才在此,獨木橋上站數(shù)萬學(xué)子在……
[關(guān)鍵詞]:高考題,欣賞,數(shù)學(xué)思想陶冶。
高考的基本功能是為高校選拔人才,同時也是對中學(xué)教育教學(xué)的全面檢測,許多高考題的確出得非常的好,它對考生進行了多方面的考察,作為教育工作者研究高考題,它至少有以下幾方面的作用:
一、首先是提高教師自身的專業(yè)素質(zhì),為今后教學(xué)提供有用信息;
二、對新一輪教材教學(xué)提供重、難點考察信息,在教學(xué)中注重數(shù)學(xué)的思想、方法的學(xué)習。平時復(fù)習、高考復(fù)習提供適當方法、難度題目把握。
下面就以2012年全國卷II(文科)試題第12小題、2012年全國卷II(理科)試題第12小題為例,談?wù)劥祟}出題的意境、本題的數(shù)學(xué)思想、方法,解法如此的巧妙?
[2012年全國卷II(文科)試題第12小題]
正方形ABCD的邊為1,點E在邊AB上,點F在邊BC上,AE = BF = ,動點P從E出發(fā),沿直線向F運動,每當碰到正方形的邊時反彈,反彈時反射角等于入射角,當點P 第一次碰到E時,動點P與正方形的邊碰撞的次數(shù)為:( )
A 、 8; B、 6; C、 4; D、 3。
[2012年全國卷II(理科)試題第12小題]
正方形ABCD的邊為1,點E在邊AB上,點F在邊BC上,AE = BF = ,動點P從E出發(fā),沿直線向F運動,每當碰到正方形的邊時反彈,反彈時反射角等于入射角,當點P 第一次碰到E時,動點P與正方形的邊碰撞的次數(shù)為:( )
A 、 16; B、 14; C、 12; D、 10。
細看此兩題,實屬同類,只是難易略有不同。它們都是考察學(xué)生對光的反射原理、平面圖形的對稱性、三角形的相似等基本知識的考察,只要動筆畫一畫,稍加推理就可得答案了。
解:(方法1)利用光的反射原理和三角形相似可以畫出如上圖形,即得答案,當然上圖理科12中的反射點,要通過三角形相似計算估計反射點的落點位置,畫法如下(每一反射點的位置通過三角形相似計算而得):
回頭再看所畫的圖形,圖形對稱且美麗,讓人美不勝收。此題若將條件更改為:將正方形的邊9等分,讓AE = BF = 、11等分,讓AE = BF = 、……,當點P 第一次碰到E時,動點P與正方形的邊碰撞的次數(shù)。用上述方法同樣可畫出圖形得到答案,這里略。
方法2:將正方形的邊7等分,利用光的反射原理和三角形相似算出每一次光線入射點 的值(同時也是下一次的反射點位置)( )( 的值為入射點到正方形左、右角或上、下角的距離),當 >1時,取 -1作為對應(yīng)三角形的邊算出入射點 的值,
算法如下:(為了計算方便,將正方形7等分,每等份仍看成1實際上是1/7)
第1入射點為點F: = 3;
第2入射點為點: = ,(它利用入射線和反射線與正方形的邊圍成的三角形相似,直角邊成比例求得,下面求法相同);
第3入射點為點: = 5/4;
第4入射點為點: = 1/2( = 23/3 >7個單位,即大于正方形邊長1,此時用23/3-7作為對應(yīng)三角形的邊算出入射點,即 = 1/2);
第5入射點為點: = 2/3;
第6入射點為點: = 19/4;
第7入射點為點: = 3;
第8入射點為點: = = = 3;
從第8入射點開始重復(fù)出現(xiàn),即有: = , , , , ,
由對稱性推知,再經(jīng)7次反射第一次到E 點,如圖所示:
方法3:從函數(shù)的角度出發(fā),構(gòu)造一個周期函數(shù),函數(shù)的對應(yīng)法則為方法2的算法,取 , , 為當前反射點正方形頂點的距離,且 ( ),定義函數(shù)
經(jīng)驗證,所構(gòu)造的函數(shù)符合條件,但函數(shù)值從 開始出現(xiàn)重復(fù),由于是對稱的,所以周期是14,即第一次到點E,反彈14次,從而得到答案。
從以上方法,細想此題的三種解法,第一種解法:根據(jù)三角形相似和圖形的對稱性可得;第二解法:根據(jù)光的反射原理,畫出光路圖立即可得;第二解法:根據(jù)第一、二兩種解法和入射點及反射點位置建立函數(shù),用函數(shù)的方法也可求得,只稍微復(fù)雜一點罷了!立意絕妙,不僅可以讓考生從不同層面對考題加以思考,同時還是對學(xué)生進行數(shù)學(xué)的思想、方法的陶冶和數(shù)學(xué)美的享受,美妙絕了!象這樣的素材平時多收集、多講解,對培養(yǎng)學(xué)生對數(shù)學(xué)產(chǎn)生興趣是難得的題材。