何華萍
[摘? 要] 動點問題具有復(fù)合性的特點,涵蓋多個知識點,在思維方面對學(xué)生的要求較高. 引導(dǎo)畫圖、動靜轉(zhuǎn)化、分類討論的策略,能讓學(xué)生找準解題“突破口”,切準解題“關(guān)鍵點”,提升解題“全面性”,從而高效地解決“動點問題”.
[關(guān)鍵詞] 初中數(shù)學(xué);動點問題;解題指導(dǎo)
動點問題對于初中生而言,具有一定的難度. 該問題一方面考查了圖形變換中的知識點,另一方面涵蓋了三角函數(shù)等知識,題型較為復(fù)雜,因此大部分學(xué)生不能完整地進行解答. 教師應(yīng)當(dāng)結(jié)合學(xué)生的實際學(xué)習(xí)情況,對學(xué)生進行針對性的指導(dǎo),排除學(xué)生解答過程中出現(xiàn)的問題,幫助學(xué)生在掌握相關(guān)知識的同時,鍛煉學(xué)生的解題能力. 動點問題具有復(fù)合性的特點,涵蓋了多方面的知識,在思維方面對學(xué)生的要求較高,所以教師在課堂上應(yīng)當(dāng)為學(xué)生制定與其學(xué)習(xí)水平及理解能力相適應(yīng)的指導(dǎo),幫助學(xué)生攻克這一難關(guān).
引導(dǎo)畫圖——找準解題“突
破口”
初中數(shù)學(xué)中的動點問題均以幾何問題為基礎(chǔ),因此面對這類問題時,應(yīng)先將其化為幾何問題,降低題目難度,并根據(jù)題目條件畫出相應(yīng)的幾何圖形,再以該圖形為基礎(chǔ),有條理地想象動點的運動過程及圖形發(fā)生的變化,同時將相應(yīng)的變化反映到圖形中. 這一過程鍛煉了學(xué)生的理解能力及思維能力. 教師應(yīng)當(dāng)注重對學(xué)生思維能力的培養(yǎng),引導(dǎo)學(xué)生養(yǎng)成良好的解題習(xí)慣,通過不同的練習(xí)鍛煉學(xué)生的畫圖能力、抽象思維能力等,幫助學(xué)生有效地提升解題能力,使學(xué)生在解題時可以在較短的時間內(nèi)找到突破口.
例如,有這樣一道題:“已知△ABC的三個頂點A,B,C均在同一個圓的圓周上,BC是該圓的直徑,A為動點,且在圓周上運動. 當(dāng)點A運動到什么位置時,該三角形為等腰三角形?同時求出△ABC的面積隨著點A的運動而呈現(xiàn)的變化規(guī)律. ”對于這道題的解題指導(dǎo),教師首先要讓學(xué)生以題目條件為基礎(chǔ)作圖,并引導(dǎo)學(xué)生探索點A的運動情況——當(dāng)點A在哪些位置時存在特殊情況,并根據(jù)上述情況探求三角形面積存在的規(guī)律,同時在圖形中做出相應(yīng)的變化,讓學(xué)生直觀地感受到隨著動點的運動而帶來的變化. 這樣做,一方面能細化學(xué)生的解題過程;另一方面,能提升學(xué)生的實踐動手操作能力.
引導(dǎo)學(xué)生畫圖,能讓學(xué)生有效地對“動點問題”進行正確審題,把抽象的“動點問題”形象化,這樣自然能讓他們快速地找到解決此類問題的突破口.
動靜轉(zhuǎn)化——切準解題“關(guān)
鍵點”
“動點問題”的特點是靜中有動、動中有靜,因此,解決動點問題時,要引導(dǎo)學(xué)生通過動靜結(jié)合的策略切準解題的關(guān)鍵點,以此達到高效解題之效.
1. 在動中尋靜,找到特殊點
動點問題區(qū)別于其他問題的最大特點為“動”,在平面的基礎(chǔ)上增添了變量,因此學(xué)生要隨著動點的變化在腦海中構(gòu)建相應(yīng)的思路,這一步對學(xué)生而言存在較高的難度. 初中數(shù)學(xué)中的許多幾何問題處于平面靜態(tài)維度,思考方式并不復(fù)雜,動點問題同樣以幾何為基礎(chǔ),因此解決這類問題時應(yīng)當(dāng)參照普通幾何問題以靜制動,將不可控的動點問題轉(zhuǎn)化為可以進行直接思考的靜態(tài)問題. 教師要引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)題目條件,在動點的變化中找到某一特殊位置,將看似復(fù)雜的動點問題轉(zhuǎn)化成學(xué)生更容易理解的普通問題,引導(dǎo)學(xué)生在練習(xí)中提升解決問題的能力.
例如,有這樣一道題:“在正方形ABCD中,E是BC邊上的一個動點,∠AEF是直角,正方形ABCD的外角∠DCG的平分線CF與EF交于點F,證明:AE=EF. ” 對于這道題,教師要引導(dǎo)學(xué)生先根據(jù)題意畫出圖形,并問學(xué)生:要如何證明無論E運動到哪一個位置,AE都與EF相等?學(xué)生結(jié)合過去所學(xué)的知識,想通過全等三角形的知識來證明,卻因為E是一個動點,不能直接將其所在的線段作為解題條件而不知所措. 此時,教師要引導(dǎo)學(xué)生思考“當(dāng)E運動到哪一個特殊位置時,會出現(xiàn)能夠證明三角形全等的條件”. 學(xué)生收到提示后,很快便發(fā)現(xiàn),當(dāng)點E在BC的中點時,該動點將成為“靜點”. 并可以進一步對該問題進行解答:在AB上截取BM=BE,連接EM,證明△AEM≌△EFC,由此得到AE=EF.
可見,動中尋靜的策略能讓學(xué)生掌握解題思路,能幫助學(xué)生面對此類問題時可以切準解題的關(guān)鍵點,從而正確、快速地解題.
2. 在以靜制動中找到變量點
將動點問題化為靜態(tài)問題后,需要運用函數(shù)的圖像體現(xiàn)動點的運動變化,并探究該函數(shù)所具有的內(nèi)涵,以圖形存在的變量為基礎(chǔ),構(gòu)建與之相對應(yīng)的函數(shù)關(guān)系,運用動態(tài)的目光觀察相關(guān)變量的聯(lián)系,以此破解該類問題.
例如,有這樣一道題:“有一只螞蟻在扇形OAB(O為扇形所在圓的圓心)中從點O處開始,沿著整個扇形外沿移動,將螞蟻的爬行時間設(shè)為t,螞蟻與出發(fā)點的距離設(shè)為s,求s關(guān)于t的函數(shù)圖像. ”在這道題中,當(dāng)螞蟻從點O運動到點A時,螞蟻與原點O的距離s越來越大;當(dāng)螞蟻從點A運動到點B時,螞蟻與原點O的距離s并未發(fā)生變化;當(dāng)螞蟻從點B運動到點O時,螞蟻與原點O的距離s越來越小.
從上述問題的分析過程中我們可以總結(jié)出相關(guān)規(guī)律,可以讓學(xué)生將其應(yīng)用到其他相似的題型之中. 如:在邊長為4厘米的正方形ABCD中,P為動點,點P以每秒2厘米的速度從點A出發(fā),沿A→B→C→D的方向,在正方形上運動,最終到達點D. 設(shè)點P運動了t秒時,△APD的面積為S,求S的變化規(guī)律.
3. 在動靜互換中找到隱含點
當(dāng)遇到求最值或特殊幾何圖形的動點問題時,動點一般來說都存在特殊位置形成的特殊的數(shù)量關(guān)系或圖形當(dāng)中. 所以解決此類動點問題,需要動靜相互轉(zhuǎn)換,這主要體現(xiàn)在要重點抓住圖形變化時隱含的靜止情況. 分析這一情況,能夠?qū)⒁话愕膯栴}特殊化,進而幫助學(xué)生理清動和靜的內(nèi)在關(guān)系. 除此之外,一些動點問題還可以利用理論逆推的方法來解決——理論逆推能夠有效地找到結(jié)論成立的條件,進而快速解決問題. 因此,解決動點問題時,要注重抓住動點運動的特殊位置,以掌握好其運動規(guī)律.
例如,有這樣一道題:“在邊長為2厘米的正方形ABCD中,對角線AC上有一動點P,BC的中點為Q,連接PQ與PB,在怎樣的情況下,△PBQ的周長最???”在△PBQ中,因為P為動點,因此PQ與PB的長度不確定. B,Q位于AC的同側(cè),所以可以以AC為對稱軸,作點Q的對稱點H(H與CD的中點重合),然后連接BH與AC交于點P,此時的點P就是滿足條件的位置. 可以得到PQ=PH,所以PQ+PB=PH+PB≥BH. 所以△PBQ的最小周長為BH+BQ的長.
在解決上述問題的過程中,也可以求出下面問題的具體答案:“如圖1,在Rt△ABC中,∠BAC=90°,AB=AC,BC=4■,另有一等腰梯形DEFG(GF∥DE)的底邊DE與BC重合,兩腰分別落在AB,AC上,且G,F(xiàn)分別是AB,AC的中點. 固定△ABC,將等腰梯形DEFG以每秒1個單位長度的速度沿BC方向運動(如圖2),直到點D與點C重合時停止. 設(shè)運動時間為x秒,運動后的等腰梯形為D′E′F′G′,在運動過程中,四邊形BD′G′G能否是菱形?若能,請求出此時x的值;若不能,請說明理由.”
可見,在解題的過程中,有效利用動靜互換的方式,可以較好地對初中數(shù)學(xué)中的動點問題進行解決.
分類討論——提升解題“全
面性”
分類討論是初中生在數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)過程中經(jīng)常用到的數(shù)學(xué)思想方法,這一數(shù)學(xué)思想方法在動點問題中同樣重要,其原因在于動點運動到不同位置時,呈現(xiàn)出來的圖形不一樣,所以存在多種情況,需要分類討論. 如動點運動到某個位置時,形成直角三角形,學(xué)生將分類討論動點運動到哪些位置時出現(xiàn)直角. 大部分學(xué)生可以很快地想到一種解決方案,便專注地將這一思路寫得盡善盡美,從而忽視了其他情況的存在. 因此,教師在課堂上應(yīng)當(dāng)潛移默化地讓學(xué)生養(yǎng)成分類討論的習(xí)慣,從而提升學(xué)生解題的完整度.
例如,有這樣一道題:“在梯形ABCD中,AD∥BC,AD=3,DC=5,AB=4■,∠B=45°. M與N為動點,M從點B出發(fā)向點C勻速運動,運動速度為每秒2個單位長度;N從點C出發(fā)向點D勻速運動,運動速度為每秒1個單位長度. M,N同時運動,假設(shè)運動了t秒,那么當(dāng)t為多少時,△MNC是等腰三角形?”對于這道題,單純地從圖形出發(fā),可以看出MC與MN較為相似,可能距離相等,因此大部分學(xué)生會將MC與MN作為等腰三角形中兩條相等的邊. 教學(xué)中,教師可以利用電子白板演示動點在圖形中的運動路徑,并隨著動點的運動形成三種類型,引導(dǎo)學(xué)生對此展開討論. 同時著重提醒學(xué)生在面對動點問題時,應(yīng)盡量做多種方案的假設(shè),力求得到最詳盡的答案.
綜上所述,“動點問題”是初中數(shù)學(xué)中的重點問題,也是難點問題. 教學(xué)中,教師要基于學(xué)生的實際學(xué)習(xí)情況,找到最佳解決方法,讓學(xué)生可以有效地解決“動點問題”. 學(xué)生通過這一過程,可以學(xué)會如何解決重點問題,從而提升解決問題的信心,獲得更多直面中考的勇氣和能力.