丁瑞芳
[摘 要] 解題是一種基本教學(xué)活動,它是指導(dǎo)教師提高教學(xué)基本功的必備路徑. 但是僅僅會解決問題還遠遠不夠,還要從解決問題中去發(fā)現(xiàn)問題、反思問題,才能不斷提高教師專業(yè)化的水平.
[關(guān)鍵詞] 解題;品題;探究;數(shù)學(xué);拋物線;推廣
解題是數(shù)學(xué)教師必備的基本功,也是所有基本功里面最重要的一種技能. 數(shù)學(xué)教學(xué)離不開解題,學(xué)生數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)離不開解題,數(shù)學(xué)能力的提高更需要不斷通過解題去積累經(jīng)驗,所以要提高教師自身的解題能力既能幫助教師自身的專業(yè)化發(fā)展,也能有助于學(xué)生對于解題的新認識.
如何解題?這是波利亞提出的一個很寬泛的問題. 就一線教學(xué)來說,筆者認為如何解題需要做好兩方面的工作:第一是解決問題,問題的解決可以是不同方法、不同思想的滲透,這樣當然很好;第二是提高內(nèi)涵,即對解決后的問題進行再思考,這種思考往往具備了問題的再開發(fā),要繼續(xù)在原問題基礎(chǔ)上進行再開發(fā),勢必將原問題的理解提高到一個新的層面,在無形中提高了知識的運用能力. 本文從筆者解的一道拋物線問題出發(fā),談一談解題的探究活動.
解題
拋物線是中學(xué)數(shù)學(xué)中常見的函數(shù)圖象,其性質(zhì)并不多,教材中介紹了其定義、頂點、對稱性、增減性、最大最小值等等. 由于拋物線的曲線形狀沒有圓形的規(guī)則,因此有關(guān)拋物線的問題很多是比較難以用初等方法來解決的. 本文是筆者在解決拋物線問題的過程中發(fā)現(xiàn)的一個拋物線性質(zhì)并對它進行了推廣.
問題1:已知拋物線x2=4y,其焦點坐標為Q(0,1),準線方程為:y=-1,記準線與y軸交點為P,過點Q的直線與拋物線相交于A,B兩點,連AP,BP,則有:
結(jié)論1:PQ是∠APB的平分線.
顯然上述兩個結(jié)論的證明不僅僅適用于問題一中的特定拋物線,而是適用于所有頂點在原點的拋物線,而對于頂點不在原點的拋物線,通過適當?shù)淖鴺讼底儞Q,總能把拋物線的頂點變換到原點,因此,對所有的拋物線上述結(jié)論總是成立的.由此我們可以得出一條拋物線的有趣的性質(zhì).
此性質(zhì)是拋物線的固有性質(zhì),與拋物線的形狀、位置無關(guān),也與直線的斜率無關(guān).
對于上述性質(zhì),我們可否對其進行推廣呢?我們不妨把原拋物線向下平移幾個單位,然后過原點作一直線交拋物線于A,B兩點,在對稱軸上是否存在一點P,使得∠APB被對稱軸平分?
品題
此性質(zhì)也與拋物線的形狀無關(guān),由此我們還可以作這樣的猜想,是否與拋物線相交于對稱軸兩側(cè)兩點的直線都有這樣的性質(zhì)呢?
問題3:形如y=ax2+c的拋物線與直線y=kx+b在對稱軸兩側(cè)有兩個交點A,B,直線與拋物線的對稱軸有交點為Q,則在拋物線的對稱軸上存在唯一的點P,使得∠APB被對稱軸平分,并且拋物線的頂點(0,c)是PQ的中點.
品題1:問題3中的△ABP的三邊被y軸所分得的四條線段,在y軸同側(cè)的兩線段之和與另一側(cè)的兩條線段之差的積是定值,并且這個定值是PQ2.
品題2:形如y=ax2+c的拋物線與直線y=kx+b在對稱軸兩側(cè)有兩個交點A,B,直線與拋物線的對稱軸有交點為Q,則在拋物線的對稱軸上存在唯一的點P,使得∠APB被對稱軸平分;并且拋物線的頂點(0,c)是PQ的中點;△ABP的三邊被對稱軸所分得的四條線段,在對稱軸同側(cè)的兩線段之和與另一側(cè)的兩條線段之差的積是定值,并且這個定值是PQ2.
以上性質(zhì)的證明,也具有一般性,限于篇幅筆者不再做類似的證明展開,有興趣的讀者可以類比前面證明求解.對于其他更普通的拋物線,我們可以通過一定的坐標變換,總能轉(zhuǎn)化成y=ax2+c的形式,并適用于本文所證明的性質(zhì).
總之,問題的解決是依賴不斷的思索和實踐的,從原始問題1出發(fā),將問題轉(zhuǎn)換為一般情形的研究,到品味問題更為一般化的性質(zhì),這種思索的途徑值得我們教師思考,從解題到品題,教師讓自身的數(shù)學(xué)思維又有了新的鍛煉,讓數(shù)學(xué)素養(yǎng)得到了提升.