張福寬
摘要:新課程標(biāo)準(zhǔn)對中學(xué)數(shù)學(xué)學(xué)生解決問題的要求越來越高,而要正確解決這些問題,就要求學(xué)生對知識有一個系統(tǒng)的總結(jié)與概括,并理解與學(xué)會正確運(yùn)用。
關(guān)鍵詞:動態(tài);中學(xué)數(shù)學(xué);存在性問題;解題技巧
一直以來,數(shù)學(xué)的動態(tài)問題都以中考的壓軸題形式出現(xiàn),而這些動態(tài)問題解決與否就成為中考數(shù)學(xué)成績能不能提高的關(guān)鍵。
從教多年,本人對動態(tài)問題有一定的了解,也總結(jié)出一些自己的解決方法。動態(tài)問題中的靈魂是數(shù)形結(jié)合,而數(shù)形結(jié)合的載體是圖形變化,精髓是函數(shù),最終結(jié)果是方程。很多學(xué)生在解題過程中對直接計算沒有多大的問題,但完成第一、第二問后,遇到存在性問題時就沒有思路了,只能是聽得懂老師的講解,而到自己解題時還是一頭霧水,沒有思路。其實存在性問題的分析是有規(guī)律、有步驟的,掌握了規(guī)律和步驟后,再分析問題時就會有明確的方向性,下面我就把這五個步驟詳細(xì)說明一下:
一、轉(zhuǎn)換特性為已知
也就是把要求證的特.『生當(dāng)作一個已知條件。一般情況下老師在講題時學(xué)生是體會不到這個步驟的。
二、試畫模擬圖形
這是一個很關(guān)鍵的步驟,也就是說將(一)中的特.『生存在的圖形的大致位置、形狀畫出來,在畫圖時一定要力求精確,因為我們的分析思路就是在圖的指引下形成的。當(dāng)遇到畫不出圖時怎么辦呢?那就需要從動的起點(diǎn)開始,一點(diǎn)一點(diǎn)地按照題干中動的要求并進(jìn),當(dāng)遇到特殊點(diǎn)(性質(zhì)發(fā)生變化的點(diǎn))時要特別注意特性是否發(fā)生了變化。還有就是畫著畫著就畫不下去了,這時就需要回到你能準(zhǔn)確把握的臨界點(diǎn)處,再繼續(xù)向前探究。
三、確定一個與線段有關(guān)的等量關(guān)系
第三步是解決問題的核心步驟,也是一個連續(xù)的推理過程,題中要求存在的特性可以千差萬別,如t為何值時三角形是等腰三角形,求一個角與另一個角相等,兩個三角形相似等很多種問法,但是不管題中如何提問,我們都要有一個方向,就是把這種關(guān)系轉(zhuǎn)換成和線段有關(guān)的等量關(guān)系,例如,在處理坐標(biāo)系兩條動線段相等時,我們通常是以這兩條動線段為斜邊,構(gòu)成直角邊橫平豎直的直角三角形,然后再證兩個直角三角形全等,從而得出兩個三角形中橫直角邊相等或豎直角邊相等,也就是說,通過全等的運(yùn)用,把一對線段相等的問題轉(zhuǎn)換成另一對線段的相等。這對相等的線段也就是一個等量關(guān)系。這種方法可以解決:平行四邊形的存在性問題,等腰梯形的存在性問題等有關(guān)線段相等的問題。提到線段相等的問題,最有代表性的就是等腰三角形的問題了,歸納一下等腰三角形問題的解法有兩種:(1)按解題方式可分為幾何方法和代數(shù)方法;(2)按動點(diǎn)個數(shù)可分為一個動點(diǎn)、兩個動點(diǎn)、三個動點(diǎn)。
下面我以動點(diǎn)個數(shù)為例說明一下解題方法:
1.當(dāng)構(gòu)成三角形的頂點(diǎn)中只有一個動點(diǎn)時(設(shè)定點(diǎn)分別為A、B):這時我們先做“兩圓一中垂”,也就是分別以兩定點(diǎn)為圓心,以兩定點(diǎn)確定的線段長為半徑作圓,再做這條定線段的垂直平分線,這樣就把一個坐標(biāo)平面內(nèi)所有與這兩定點(diǎn)所組成等腰三角形的點(diǎn)動畫出來了,其中以A為圓心的圓上的任意一點(diǎn)c(除B處)與AB連接時都能成為以A為頂角頂點(diǎn)的等腰三角形,以B為圓心的圓同A,在AB垂直平分線上的點(diǎn)(除AB中點(diǎn)處)的每一個點(diǎn)與A、B連結(jié)都能形成以AB為底的等腰三角形,在等量關(guān)系獲得過程中,代數(shù)方法、幾何方法并用,其中代數(shù)方法要求各頂點(diǎn)坐標(biāo)必須能夠準(zhǔn)確應(yīng)用同一個變量和數(shù)字表示,再利用兩點(diǎn)間的距離公式分別表示出各邊長度,兩兩相等,列出三個方程,依次解出即可。當(dāng)頂點(diǎn)不能用同字母表示或表示出現(xiàn)根號時,就不能計算,這時我們就用幾何方法,由這對相等的邊開始推理,進(jìn)而得到一對新的相等線段作為等量關(guān)系,最常見的就是“三線合一”的應(yīng)用,在這里不做詳細(xì)敘述。
2.當(dāng)構(gòu)成三角形的三個頂點(diǎn)中出現(xiàn)兩點(diǎn)按某種規(guī)律運(yùn)動、一個點(diǎn)固定的情況時,多數(shù)情況是應(yīng)用幾何方法解決,也就是認(rèn)真畫圖,推導(dǎo)新的等量關(guān)系式構(gòu)造全等的直角三角形法。
3.當(dāng)構(gòu)成三角形的三個頂點(diǎn)都在運(yùn)動時,這時多數(shù)情況下是用代數(shù)方法來解決。
在實際解題中,根據(jù)問法也有幾個大的分類。如(1)等腰三角形問題;(2)相似問題;(3)垂直或直角三角形問題;(4)平行四邊形問題;(5)梯形問題;(6)幾何方法求最短問題;(7)面積的比例問題;(8)所屬問題;(9)軸對稱問題;(10)幾何計算問題等。
四、代入解方程
也就是(三)中得到的等量關(guān)系中的各個量,用題中所給的數(shù)字、字母或自己設(shè)的字母表示出來,這樣我們就得到一個方程。
五、解之并檢驗
對上一步得到的方程進(jìn)行解方程,在正確解出根之后,還要對所得的解進(jìn)行檢驗,一般分為四種情況:(1)方程根本無解,說明假設(shè)存在的特性不存在。(2)有解,但與題干中的限制條件或自己分段的區(qū)間值矛盾,說明假設(shè)不存在,要舍去。(3)有解,但與生活實際矛盾,例如,求出的時間變量為負(fù)值,也說明假設(shè)不存在,要舍去。(4)有解,且適合所有限制條件,即得到所求的值。
以上就是存在性問題的五步分析法,如果需要概括一下的話,也就是說困擾學(xué)生多年的存在性問題的解法實際就是列一個與線段長度有關(guān)的方程,通過方程來證實某種特殊情況不存在,存在的話,變量值是多少。
以上為個人從教多年的一點(diǎn)心得,希望能給廣大學(xué)生一點(diǎn)兒幫助,也歡迎各位同行批評指正。