張琦 周孟波
摘要:在初中數(shù)學教學中,分類討論是非常重要的一種數(shù)學思想,通過加強對其訓練,可以培養(yǎng)學生思維的條理性和縝密性,同時還可以使學生的學習興趣得到提高,進而提高學習效率。
關鍵詞:絕對值;分類討論;幾何意義
中圖分類號:G633.6 文獻標識碼:A 文章編號:1992-7711(2018)07-0119
許多初中生對分類討論的思想方法存在畏難心理。這也就導致他們在進行數(shù)學學習中缺乏學習的自信心,導致其在解題時出現(xiàn)不必要的丟分情況。
行程動點問題與數(shù)軸上的動點問題,是分類討論出錯的重災區(qū),本文將通過巧用絕對值幾何意義的方法,有效簡化此類復雜的分類討論。
例1:如圖,在一條筆直的東西走向的公路上依次有A、B、C三個加油站,客車甲以每小時50千米,貨車乙以每小時70千米,小汽車丙以每小時110千米的速度行駛。
(1)如果客車甲從A加油站出發(fā),貨車乙同時從B加油站出發(fā),兩車相向而行, 小時后相遇,求A、B兩加油站間的距離。
(2)如果客車甲和貨車乙同時從A加油站出發(fā)前往C加油站,與此同時小汽車丙從C加油站出發(fā),兩車先后與丙車相遇,間隔時間為15分鐘,求A、C兩加油站間的距離。
(3)在(1)(2)的結論下,客車甲從A站,貨車乙從B站、小汽車丙從C站同時出發(fā),由東向西行駛,在貨車乙還沒有追上客車甲的這段時間內(nèi),當其中一車與另外兩車的距離相等時他們行駛了多少時間?
學生解題情況概述:
對于(1)(2)兩小題,超過半數(shù)的學生能夠做對,但(3)小題的正確率極速下滑,僅有極個別學生能夠討論清楚。
針對題(3)學生出錯分析:
第一類:通過計算乙追上甲所需的時間,發(fā)現(xiàn)終止位置時,丙已經(jīng)追上了乙,并且也追上了甲,確定“當其中一車與另外兩車的距離相等”的意思為:一是乙在甲丙中間;二是丙在甲乙中間;三是甲在丙乙中間。
第二類:未計算乙追上甲所需的時間,也未分析終止時甲乙丙的位置,確定“當其中一車與另外兩車的距離相等”的意思為乙和甲丙兩車距離相等:一是乙在甲丙中間,又按從西到東的順序,把這一點分為了甲乙丙和丙乙甲兩小類;二是甲丙在同一位置,又按東西順序,把這一點分為了甲丙在乙的西側和甲丙在乙的東側兩小類。
……
第一類都是對“其中一車與另外兩車的距離相等”的意思理解出錯,認為這句話等價為“一車位于另外兩車的中間”,忽略了另外兩車在同一位置的情況。第三類是學生對動點的位置關系沒有進行分析,直接拿來討論,導致漏解多解。
教師來支招:
我們知道|a-b|的幾何意義是:數(shù)軸上表示數(shù)a、b的兩點距離。在這里“其中一車與另外兩車的距離相等”,可以想成其中一車表示的點與另外兩車表示的點的距離相等。通過此聯(lián)想,針對第三小題,我們可以通過建立數(shù)軸,借用絕對值的幾何意義來解題。
解題過程:
(1)(50+70)× =160(千米)
(2)解:設乙丙相遇時間為x,則甲和丙相遇時間為(x+15)分鐘.
(70+110) =(50+110) 得
x=120(70+110)×120÷60=360(千米)
(3)解:設當乙車追上甲車時所用時間為x小時,則50x+160=70x,得x=8。所以設行駛的時間為t小時,則0 設甲、乙、丙t小時后所在點為D、E、F,則有點D表示數(shù)為-50t,點E表示數(shù)為160-70t,點F表示數(shù)為360-110t。 車與車的距離可表示為DE=160-20t,DF=360-60t,EF=200-40t。 ①DE=DF 160-20t=360-60t 得t1=5,t2=6.5 ②DE=EF 160-20t=200-40t 得t3=2,t4=6 ③DF=EF 360-60t=200-40t 得t5=5.6,t8=8(舍去) 綜上,t1=5,t2=6.5,t3=2,t4=6,t5=5.6。 例2:如圖,數(shù)軸上線段AB長2個單位長度,CD長4個單位長度,點A在數(shù)軸上表示的數(shù)是-10,點C在數(shù)軸上表示的數(shù)是16。若線段AB以每秒6個單位長度的速度向右勻速運動,同時線段CD以每秒2個單位長度的速度向左勻速運動。 (1)運動多長時間后BC長8個單位長度? (2)當運動到BC為8個單位長度時,點B在數(shù)軸上表示的數(shù)是_________; (3)P是線段AB上一點,當點B運動到線段CD上時,是否存在關系式 =3?若存在,求線段PD的長;若不存在,請說明理由。 學生解題情況概述: 對于(1)(2)兩小題,超過半數(shù)的學生能夠做對,但題(3)的留空率較高,討論遺漏重復出錯率高。 針對題(3)學生出錯分析: 第一類:僅考慮零界點情況,一點B和點C重合;二點C和點A重合;三點B與點D重合。 第二類:僅考慮非零界情況,一點C在點A和點B之間,又根據(jù)點P的位置,分為點P線段AC和線段CB上兩小類;二點A、B在點C、D之間。 …… 這兩類情況共同存在的問題:討論不完全,遺漏其他分類。把零界和非零界的情況統(tǒng)籌起來看,此題如果按照運動時間和點A、B、C、D位置關系進行分類,討論過程實在太復雜,大大加重學生的畏難心理,很難調動學生學習的興趣。 教師來支招: 此題為數(shù)軸上的動點問題,可直接借用絕對值的幾何意義來解題。 解題過程: (1)運動t秒后,點A所表示數(shù)為:-10+6t,點B所表示數(shù)為:-8+6t,點C所表示數(shù)為:16-2t,點D表示數(shù)為20-2t,則BC=24-8t。 由題得:BC=24-8t=8 解得t1=2,t2=4 當t=2,點B所表示的數(shù)為4;當t=4,點B所表示的數(shù)為16° 解:設點P初始狀態(tài)所表示數(shù)為:x(-10≤x≤-8),則t秒后,點P表示數(shù)為:x+6t,則AP=x+10,PC=16-x-8t,BD=28-8t(t≤ ),PD=20-8t-x。 由題得BD-AP=3PC,(28-8t)-(x+10)=316-x-8t 得18-8t-x=316-x-8t ①18-8t-x=3(16-x-8t)得8t+x=15 PD=20-15=5 ②18-8t-x=3(16-x-8t)得8t+x=16.5 PD=20-16.5=3.5 綜上,PD=5或PD=3.5 由此可以發(fā)現(xiàn),用絕對值的幾何意義,來解決行程動點問題與數(shù)軸上的動點問題,可以有效簡化復雜的分類討論,把難點從分類討論轉移到解含絕對值的等式。而解含絕對值的等式,分類程序化,主要考驗的還是學生的計算能力,可通過一定量的練習,加強這類方法運用,從而提高解題的正確率。 (作者單位:①浙江省寧波市奉化實驗中學 315500;②浙江省寧波市奉化實驗中學 315500)