☉上海市浦東教育發(fā)展研究院 黃家禮(特級教師)
中考數(shù)學壓軸題一般是指選擇題、填空題和解答題的最后一題.近幾年上海市中考數(shù)學命題一直堅持易、中、難試題分值所占比例按8∶1∶1設計,中檔題和較難題各占10%,這兩類試題分散在不同題型中,不把所有難點放在同一題型中的做法,有利于不同層次學生的區(qū)分,也有利于合理診斷學生解決問題過程的認知情況.對上海卷而言,壓軸題就是第6題、第18題和第25題,它們相對于整個試卷更多地承擔著選拔的功能,要想獲得高分,會解這三道題是關鍵.
壓軸題的特點一般有:(1)綜合性強,涉及的考點多.(2)解題過程復雜,思維容量大,一般需要較多步驟的推理和計算,需要分析、綜合或分析綜合協(xié)同作戰(zhàn).(3)結構層次高,根據(jù)彼格斯提出的SOLO分類的五個層次水平:前結構水平(PS水平)、單點結構水平(US水平)、多點結構水平(MS水平)、關聯(lián)結構水平(RS水平)和抽象拓展結構水平(EA水平).壓軸題一般屬于后三種水平結構,即多點結構、關聯(lián)結構和抽象拓展結構水平.以2011年上海市中考壓軸題為例:第6題(RS水平)、第18題(ES水平)、第25題第(1)小題(MS水平)、第(2)小題(RS水平)、第(3)小題(EA水平).其中抽象拓展結構(EA水平)的試題,需要對問題進行抽象、概括,需要把知識用于新情況,解題過程需要對所給素材進行分析、歸納、重組,進行合乎邏輯的演繹,體現(xiàn)較高的思維水平.
解壓軸題是一個復雜的過程.沒有也不可能有“無題不解”的萬能鑰匙.否則數(shù)學就失去了它的魅力.怎樣解壓軸題,筆者認為可考慮如下基本策略.
壓軸題往往不可能找到“一眼看穿”的方法.雙向分析就是從條件延伸和由結論倒溯相結合,如果兩者能實現(xiàn)對接,從而找到中間環(huán)節(jié),最后接通整個解題通道.
雙向分析示意圖
這種“兩頭湊”的方法,將分析與綜合相結合,往往是解壓軸題的有效方法.
波利亞在《怎樣解題》中指出:“當我們要解決的問題比較困難時,我們可能感到很有必要……把問題再分解成幾個問題.”“司馬光砸缸”的故事傳誦千古,要從水缸中救人,就要使人離開水.如果一時無法讓人離開缸和水,也可以讓水離開缸和人,同樣可以實現(xiàn)救人的目的.司馬光的機智在于在較短的時間內,解決了下面幾個基本命題:(1)石頭可以把缸砸破;(2)缸砸破后水會流出;(3)水流出缸里的小孩可得救.
模式有多種,不同的模式有不同的解題套路.確定了模式,就可以調動對應的信息,進而尋找解題方法.模式識別是將一個復雜的問題簡單化,抽象的問題具體化,陌生的問題熟悉化,實際的問題數(shù)學化,未知的問題已知化.
通法是解決問題的一般的、通用的方法.掌握解決某類問題的通法,我們就可以把握這類問題.思考時通法優(yōu)先,體現(xiàn)的是一種數(shù)學素養(yǎng).通性通法是中考考試的目標之一,所以通法優(yōu)先是解壓軸題的基本策略之一.
下面通過對2011年上海市中考數(shù)學壓軸題的解析,談談上述解題策略的應用.
選擇題壓軸題(原卷第6題):矩形ABCD中,AB=8,BC=3,點P在邊AB上,且BP=3AP,如果圓P是以點P為圓心、PD為半徑的圓,那么下列判斷正確的是( ).
A.點B、C均在圓P外 B.點B在圓P外、點C在圓P內
C.點B在圓P內、點C在圓P外 D.點B、C均在圓P內
這道題將直角三角形、矩形、圓等知識融于一體,涉及的考點有勾股定理、矩形性質、點與圓的位置關系,還涉及到計算、推理、作圖,文字語言、圖形語言、符號語言之間的相互轉譯等(此題沒有提供圖形).
圖1
從結論入手,我們要判斷點B與圓P的位置關系,點C與圓P的位置關系.
將問題轉化,可以得到以下基本問題:
問題1如圖2,點P為線段AB上一點,AB=8,BP=3AP,則PA______,PB=______.(答案:2,6)
圖2
圖3
圖4
問題2如圖3,在Rt△APD中,∠A=90°,AD=3,AP=2,則PD=______(.答案:7)
問題3如圖4,在Rt△PBC中,∠B=90°,PB=6,BC=3,則PC=______(.答案:9)
問題4圓P的半徑為7,PB=6,PC=9,則點B在圓P______,點C在圓P______(.添“內”“、上”或“外”)(.答案:內,外)
依次解決問題1~問題4,即可得出原題的正確結論:C.
問題1~問題4,都是基本(模式)問題,解決這幾個基本問題有通用方法.問題1~問題4構成原題題設與結論之間的一個通道!可見,通過分析,將問題轉化為基本問題是解決這道壓軸題的關鍵.
填空題壓軸題(原卷第18題):Rt△ABC中,已知∠C=90°,∠B=50°,點D在邊BC上,BD=2CD(如圖5).把△ABC繞著點D逆時針旋轉m(0<m<180)度后,如果點B恰好落在初始Rt△ABC的邊上,那么m=______.
圖5
排除旋轉中的無關因素,抓住關鍵因素:即點B繞點D旋轉,或者線段DB繞點D旋轉.可把問題轉化為下面的兩個基本問題:
問題1如圖6,在△ABC中,∠B=50°,以CB上的點D為圓心,DB為半徑畫弧,交AB于點E,則∠1=____度.(答案:80)
圖6
圖7
問題2 如圖7,D為△ABC的邊CB上一點,BD=2CD,以D為圓心,DB為半徑畫弧,交AC于點F,則∠2=______度.(答案:120)
故答案為80和120.
解決問題1、2并不難,難在將原問題轉化為這兩個基本問題.
(1)如圖8,當點E與點C重合時,求CM的長.
圖8
圖9
(2)如圖9,當點E在邊AC上時,點E不與點A、C重合,設AP=x,BN=y,求y關于x的函數(shù)關系式,并寫出函數(shù)的定義域.
(3)若△AME∽△ENB(△AME的頂點A、M、E分別與△ENB的頂點E、N、B對應),求AP的長.
問題1如圖10,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,CP⊥AB,P為垂足,若BC=30,AB=50.求AC和CP(.教材類題(教材為人教版,下同):九(上)練習部分P18第2題.答案:40,24)
圖10
圖11
圖12
第(2)小題是求變量y(NB)關于x(AP)的函數(shù)關系式,而y=50-x-PN.只要把其中的PN用x表示就可以了.由此又可得基本問題3~問題5.
圖13
圖14
圖15
問題6如圖15,M、N為線段AB上兩點,EM=EN,△AME∽△ENB,△AME的頂點A、M、E分別與△ENB的頂點E、N、B對應,求證:EM2=AM·NB.(教材類題:九(上)P39練習24.5(2)第2題)
問題8解方程:x2-22x=0(.教材類題:八(上)P30例題4.答案:0,22)
問題9如圖16,已知∠2=∠3,求證:∠4=∠5(.教材類題:七(下)P84例題5)
圖16
圖17
問題10如圖17,已知∠C=∠EPM=90°,∠4=∠5,求證:△ACE∽△EPM(.教材類題:九(上)P22問題1)
圖18
由于點E有可能在AC上,也可能在BC上,所以要分兩種情況討論.上面通過分析、轉換,把這道壓軸題轉化為13個基本問題.這樣就搭建起題設與結論之間的一個“通道”(圖20).
由此看來,應用基本策略,將壓軸題轉化為基本問題,解出基礎題,是解壓軸題的關鍵.具體地要抓好如下環(huán)節(jié):(1)認真審題.審題是基礎,只有正確地審題,才能準確、全面地理解題目所給的信息,并且有效挖掘題目所蘊含的信息.進而建立起已知、未知與已掌握知識間的聯(lián)系,對已有信息進行合理地分解組合,找到有邏輯關聯(lián)的基本“問題鏈”,為搭建“通道”提供保證.(2)問題轉化.問題轉化是將一個復雜的問題按照某種關聯(lián)不斷地對題設、結論進行分離、重組,將原問題轉化為多個新問題,直到每個新問題都為基本問題為止.常用方法有:由因導果、執(zhí)果索因,分析與綜合協(xié)同作戰(zhàn);數(shù)形結合、分類討論等思想方法靈活應用.同時對題目的各部分特征要深入分析,要盡可能找到它們之間的聯(lián)系,充分發(fā)揮各自的作用,這種“充分”有時要達到“見縫插針”“無孔不入”的程度.(3)要夯實基礎.對于“主干知識”和“核心內容”,若只是“懂”和“會”還不行,要達到“熟”和“巧”這一層次.只有熟能生巧,才能融會貫通.從2011年上海市中考數(shù)學壓軸題的分析我們看到,所用到的基礎知識都源于教材.因此,那種丟綱脫本的做法是不可取的.