☉江蘇省江陰市璜土中學 戴春萍
各地中考試卷出來之后,很多網站都會第一時間轉發(fā)試卷及答案,特別是當某份試卷的答案率先傳播在網絡上,后續(xù)的很多網站紛紛轉發(fā),而且“原封不動”照搬,有時第一種版本的解答出來之后,隨之跟上的轉發(fā)基本不去糾錯、審查,使得錯漏一再轉發(fā),成為新中考試題轉發(fā)的一種亂象.網絡搜題、檢索答案的質量往往不高,與這種不負責任的轉發(fā)有一定的關聯(lián).本文以2018年武漢卷第24題的“網傳”解答為例,談談我們該怎樣研習新中考題,如何開展“有且只有兩個點符合要求”問題的解題教學.
考題1 (2018年湖北武漢中考卷,第24題,有刪減)拋物線L:y=-x2+2x+1.如圖1,將拋物線L向上平移m(m>0)個單位長度得到拋物線L1,拋物線L1與y軸交于點C,過點C作y軸的垂線交拋物線L1于另一點D.F為拋物線L1的對稱軸與x軸的交點,P為線段OC上一點.若△PCD與△POF相似,并且符合條件的點P恰有2個,求m的值及相應點P的坐標.
“網傳”答案:設L1為:y=-x2+2x+t,所以m=t-1且C(0,t),D(2,t),F(xiàn)(1,0),設P(0,a).
分兩種可能的相似對應情形:
圖1
由符合條件的點恰有兩個,需要再分兩種情況討論:
情況①:a2-at+2=0有兩個相等的實數(shù)根.由Δ=0,計算出t=±2,結合t>0,所以t=2,相應的m1=2-1;
情況②:a2-at+2=0有兩個不相等的實數(shù)根,且其中一根恰滿足t=3a.
Δ>0,將t=3a代入a2-at+2=0得:a2-3a2+2=0,
解得a=±1,結合a>0,所以a=1,相應的t=3,m2=2.
將t=3代入a2-at+2=0得:a3=1,對應著P3(0,1);a4=2,對應著P4(0,2).
綜上所述:當m1=2-1時或P(0,);當m2=2時,P(0,1)或P(0,2).
另解展示:由于上述解法從“數(shù)”的角度抽象晦澀的運算求解,不利于更多學生的理解,下面我們給出一種更為直觀的思考與計算.
圖2
圖3
如圖2,根據(jù)光線平面鏡反射性質,取F點關于y軸對稱點F′,連接DF′交y軸于P點,則容易確認此時的點P可帶來△PCD∽△POF,即不論CD的長度如何變化,這個“光線反射點”總是存在的!此時OF對應著CD,由于它們的數(shù)量關系是CD=2OF,所以PC=2OP,此時點P是唯一確定的.
再來想另外一種對應的相似情形,即△PCD∽△FOP,這種情況屬于“一線三直角”的基本圖形,如圖3,本質上就是以DF為直徑的圓與y軸的位置關系,當該圓與y軸有公共點時,就存在∠DPF為直角,就滿足“一線三直角”.
當該圓與y軸有兩個公共點P1,P2時,如圖3,點P1,P2都是符合要求的,都能帶來△PCD∽△FOP,若再加上之前“光線反射點”,就有三個點滿足要求了,當且僅當圖3中P1,P2中有一個點恰與“光線反射點”重合,則就是符合題意的恰有兩個點符合要求.現(xiàn)在來分析此時點P1的坐標該如何求,可以發(fā)現(xiàn)△FF′P是等腰直角三角形,此時P1O=OF=1,相應的CP=2OP=2,OC=3,也就是t=3.進一步可求出此時點P的兩個坐標分別是(0,1),(0,2).
圖4
如圖4,當以DF為直徑的圓(記⊙Q)與y軸只有一個公共點(相切狀態(tài))時,連同之前已分析的“光線反射點”,這時也恰有兩個點P符合題意.先求得⊙Q的半徑QP2為1.5(利用梯形CDFO的中位線可得),于是可把目光投向直角三角形DFM中,直徑DF=3,MD=1,F(xiàn)M=t,根據(jù)勾股定理可直接讀出t=2.相應地就可求出當m=
考題2 (摘編自南通海門2017年中考??季恚┤鐖D5,在矩形ABCD中,點E,F(xiàn)分別在邊AB,BC上,且AE=AB,將矩形沿直線EF折疊,點B恰好落在AD邊上的點P處.若CD邊上有且只有2個點G,使△GPD與△GFC相似,請直接寫出的值.
圖5
圖6
解法簡述:如圖6,先分析“光線反射點”一定存在,再分析圖7中以PF為直徑的圓與邊CD的公共點情況,類似地,當該圓有兩個公共點時,其中一個公共點需要與前面圖6中的G點重合在一起.
圖7
圖8
還有一種情況,就是以PF為直徑的圓與CD恰有一個公共點(相切)時(如圖8),連同前面“光線反射點”一起也符合題意“恰有兩個點G”.在這兩種情況下可分別求出的值為或
在初中數(shù)學語言中“有且只有”比較獨特,既指出存在性,又指出唯一性.學生在初學幾何時有“經過兩點有且只有一條直線”“過一點有且只有一條直線與已知直線垂直”等等,學生并不陌生.但是到了中考訓練時常常出現(xiàn)一類“恰有兩點”“有且只有兩點”的問題,學生在幾何模型中難以找到直接轉化的方向,思路受阻.這時在解題教學的過程中就需要引導學生解讀“恰有一點”“有且只有一點”的幾何模型,學生就能想到圓與直線的位置關系中的相切,以及“光線反射點”等幾何模型,把思路遷移到問題中來,嘗試打開思路.
講評“考題1”時,如果像“網傳”解答一樣照本宣科,估計會的學生懂,不會的學生仍然是不知所云.因為“數(shù)”的解法的抽象晦澀需要有“形”的直觀解釋.這就是我們在后面給的直觀揭示,通過分解圖形,各個擊破,試圖從“形”的直觀角度來給出解釋,讓學生感受“恰有兩點”存在,這兩點恰在什么位置?讓學生看得見、算得出,當然,直觀構圖的方法也使得運算量大為簡化.如果說數(shù)形結合有三個角度:以形助數(shù)、以數(shù)馭形、數(shù)形互助,那么我們給出的分解圖形、鋪墊問題難點的方法也就應該屬于“以形助數(shù)”了.
講一些具有獨特結構或關鍵詞的習題時,如果只有一例講評或訂正之后,如果隔一兩天再安排檢測,則效果往往不好,原因就是學生在一例練習或講評之后印象并不深刻.這時有效的方式是講評一例之后即時開展同類跟進,讓學生在“多題歸一”中鞏固、內化問題結構,達到深刻理解的程度.這也是上文中再給出一個考題2的用意所在.當然,這就要求老師在平時的解題研究中要善于開展同類搜集與歸類存檔,這樣到了講評某道習題時,就能“信手”找到,而不是習慣到網上搜題(目前網絡提供關鍵詞或拍圖檢索比較方便),但是對于問題深層結構的相似,還是需要教師自己花時間積累和整理的.