摘 要:教材中許多例題、習題具有較高的開發(fā)價值,作為教師,在解題教學中不能就題論題,要充分挖掘出例題、習題中蘊含的價值。善于開發(fā)教材中的例題、習題(一題多變或引申拓展)應該是教師具備的教學能力之一.
關鍵詞:習題;開發(fā);價值;數(shù)學思想
教材中的例題、習題一般都具有典型性、示范性、遷移性,它們或是滲透了某些數(shù)學方法,或是體現(xiàn)了某些數(shù)學思想,或是提供了某些重要結(jié)論.因此,它們具有較高的開發(fā)、應用價值.許多中考試題都是由教材例題、習題的直接引用或稍作變形引申而來的.因此教師要深入研究教材中的每一道題目,充分挖掘其潛在的價值.筆者在近幾年初三總復習中糾正了過去就題論題的教法,注意對教材中一些典型例題、習題進行開發(fā)、引申、變式,取得了良好的效果,以下就是其中一例.
原題:(北師大版數(shù)學九年級上冊第21頁隨堂練習第2題,略有改動)如圖1,在正方形ABCD中,點O為對角線BD上一點,連接OA,OC.你能找出圖中的全等三角形嗎?選擇其中一對進行證眀.
開發(fā)1:根據(jù)圖1,盡可能多地寫出結(jié)論.(把原題改為開放題,使學生對正方形的性質(zhì)有更完整的認識)
開發(fā)2:(讓圖1中的點O動起來)點O在直線BD上運動,連接AO,CO,如圖2,請盡可能多地寫出結(jié)論.
結(jié)論:△OAB≌△OCB,△OAD≌△OCD,OA=OC.
當點O在正方形內(nèi)部時,S△AOB+S△COD=S△AOD+S△BOC=12S正方形ABCD.
當點O在正方形外部時,S△AOB+S△BOC-S△AOD-S△COD=S正方形ABCD或S△AOD+S△COD-S△AOB-S△BOC=S正方形ABCD.
結(jié)論OA=OC用文字語言敘述就是:正方形對角線所在直線上一點到相對兩個頂點的距離相等.針對此結(jié)論,筆者設計了問題1:如圖3,已知E,F(xiàn)分別是正方形ABCD的邊BC,CD上的點,AE,AF分別與對角線BD交于點M,N,若∠EAF=50°,求∠CME+∠CNF.
分析:連接AC,由圖2的結(jié)論有AM=CM,AN=CN,所以∠CME=2∠CAM,∠CNF=2∠CAN,于是∠CME+∠CNF=2(∠CAM+∠CAN)=2∠EAF=100°.
開發(fā)3:如圖1,在△BCD中(不在△BCD邊上)找一條等于OC的線段,并證明.
思路1:如圖4,在BD上取點E,使DE=OB,連接AE,CE,則CE=OC.(證明略)
思路2:如圖5,過點O作OE⊥BC于點E,OF⊥CD于點F,連接EF,則EF=OC.(證明略)
思路3:如圖6,過點O作OE⊥AO交CD于點E,則OE=OC.
簡證:過點O作OF⊥AD于點F,OG⊥CD于點G,則OF=OG,∠FOG=90°.
又∵∠AOE=90°,∴∠AOF=∠EOG.
又∠AFO=∠EGO=90°,
∴△AOF≌△EOG,∴OE=OA=OC .
針對圖5,筆者又開發(fā)出以下題組:
開發(fā)4:在圖5中,判斷OA與EF的關系.(OA=EF,OA⊥EF,利用平移法求解)
開發(fā)5:在圖5中,若點O在DB的延長線上,其他條件不變,則OA與EF又有何關系?(OA=EF,OA⊥EF)
開發(fā)6:在圖5中,求證:OB2+OD2=OA2+OC2=2OA2.反過來,O是正方形ABCD內(nèi)一點,且OB2+OD2=2OA2,求證:點O一定在對角線BD上.
分析:(1)在圖5中,OE= 22OB,OF= 22OD.
又∵OE2+OF2=EF2,即 22OB2+ 22OD2=EF2,
∴OB2+OD2=2EF2=2OC2=2OA2 =OA2+OC2.
(2)可用旋轉(zhuǎn)法.
開發(fā)7:在圖5中,當點O位于何處時,BD與過點O,E,F(xiàn)的圓相切于點O?(O為BD的中點)
開發(fā)8:在圖5中,設正方形的邊長為1,OB=x,當x為何值時,四邊形OECF的面積最大?并求出最大值.
分析:四邊形OECF為矩形,設四邊形OECF的面積為y,
則y=OE·OF= 22x1- 22x=-12x2+ 22x0 當x= 22 時,y最大=14. 開發(fā)9:在圖5中,取OD的中點Q,連接AQ,EQ,如圖7,判斷AQ,EQ的關系.(AQ=EQ,AQ⊥EQ) 開發(fā)10:在圖5中,過點E作EG⊥OB于G,EH⊥OD于H,如圖8,點O在BD上運動的過程中(O不與B,D重合),四邊形EFHG的面積是否改變?(不變,S四邊形EFHG=14S正方形ABCD) 【點評】上述題組對圖5進行由淺入深的挖掘、拓展,對于克服學生孤立看問題的習慣,拓寬學生解題思路,培養(yǎng)良好的思維品質(zhì)和創(chuàng)造性思維是十分有益的. 鏈接中考:有幾個省市的中考題就是從圖6引申、開發(fā)出來的. 題1:操作:將一把三角尺放在邊長為1的正方形ABCD上,并使它的直角頂點P在對角線AC上滑動,直角的一邊始終經(jīng)過點B,另一邊與射線DC相交于點Q,設A,P兩點間的距離為x.探究: (1)當點Q在邊CD 上時,線段PQ與線段PB之間有怎樣的大小關系?試證明你觀察到的結(jié)論. (2)當點Q在邊CD上時,設四邊形PBCQ的面積為y,求y與x之間的函數(shù)關系式,并寫出x的取值范圍. (3)當點P在線段AC上滑動時,△PCQ是否能成為等腰三角形?如果可能,指出所有能使△PCQ成為等腰三角形的點Q的位置,并求出相應x的值;如果不可能,試說明理由. 答案:(1)PQ=PB. (2)y=12x2-2x+10≤x≤22. (3)△PCQ可能成為等腰三角形. ①當點P與點A重合時,點Q與點D重合,這時PQ=QC,此時x=0. ②當點Q在邊DC的延長線上且CP=CQ時,△PCQ是等腰三角形,此時x=1. 題2:如圖9,P是邊長為1的正方形ABCD對角線AC上一動點(P與A,C不重合),點E在射線BC上,且PE=PB. (1)求證:①PE=PD;②PE⊥PD. (2)設AP=x, △PBE的面積為y. ①求出y關于x的函數(shù)關系式,并寫出x的取值范圍; ②當x取何值時,y取得最大值?并求出這個最大值. 答案:(1)證PE⊥PD時,要分點E在線段BC上(E與B,C不重合)、點E與點C重合、點E在BC的延長線上三種情形. (2)①y=-12x2+ 22x0 ②當x= 22時,y最大=14 . 題3:如圖10(1),正方形ABCD中,點O是對角線AC的中點,P是對角線AC上一動點,過點P作PF⊥CD于點F,當點P與點O重合時,顯然有DF=CF. (1)如圖10(2),若點P在線段AO上(不與A,O重合),PE⊥PB且PE交CD于E. ①求證:DF=EF. ②寫出PC,PA,CE之間的一個等量關系,并證明你的結(jié)論. (2)若點P在線段OC上(不與O,C重合),PE⊥PB且PE交直線CD于點E,請完成圖10(3)并判斷(1)中的結(jié)論①②是否分別成立.若不成立,寫出相應的結(jié)論(不要求證明). 答案:(1)①連接PD求證. ②PC-PA= 2CE. (2)結(jié)論①仍成立,結(jié)論②不成立,此時PA-PC= 2CE. 【點評】以上幾道中考題的共同點是讓對角線上的點動起來,動靜結(jié)合,蘊含了變中有不變的辯證思想. 小結(jié):1.教師可以通過一題多變培養(yǎng)學生思維的靈活性,通過題目的引申、拓展培養(yǎng)學生思維的深刻性,讓學生感受圖形的豐富變化,從而激發(fā)學生的好奇心和求知欲,提高學生學習數(shù)學的興趣,增強學生解題的信心. 2.對教材中的例題、習題進行變式、引申、拓展是使學生鞏固知識、發(fā)展能力、掌握數(shù)學思想方法的重要渠道,能使學生的前后知識融會貫通,能達到“做一題,通一類,會一片”的效果,達到既能讓學生跳出“題?!保帜芘囵B(yǎng)學生觀察、猜想、歸納、證明等能力的目的. 3.通過題組教學,使學生理解:(1)中考題的基本原則之一就是源于課本而又高于課本,所以應重視對課本中例題、習題的學習、探討,不能拋開課本而陷于題海之中.(2)聯(lián)想是重要的思維方法,遇到問題不僅要聯(lián)想已學過的定理,還要善于聯(lián)想已學過的例題、習題的結(jié)論,這樣就可以簡化思維過程,提高解決問題的能力.(3)復雜問題中往往包含著若干個基本問題,復雜圖形往往包含著基本圖形,因此要善于從復雜問題中分解出基本問題,從復雜圖形中提煉基本圖形,從而使問題(圖形)變得簡單.