何良
一道數(shù)學(xué)題的解法可能有多種。而且其中的某幾個解法之間還存在著某種關(guān)聯(lián)。從解題切入的角度看。并不是這幾個解法均能同時想到。而往往是最先想到其中的一種。然后由此衍生出其他解法。下面就一道考題,分析其解題切入,解法衍生,反思升華。供教學(xué)參考。
1 考題呈現(xiàn)
2 聯(lián)想衍生
2.1 聯(lián)想
這是2019年無錫市中考數(shù)學(xué)填空壓軸題。它是在靜態(tài)的等腰三角形與動態(tài)的正方形基礎(chǔ)上架構(gòu)起來的,并由此派生出待求面積最大值的三角形。那么如何求解這道考題呢?
如圖2的“內(nèi)弦圖”模型。也稱“一線三直角”模型。在幾何畫板中,以DE為直徑作圓,并在該圓上任取一點C。則△DEG是直角三角形。將△DEG繞正方形CDEF的中心O逆時針旋轉(zhuǎn)90°。即得△CDH。拖動點G。當(dāng)Rt△DEG的直角邊EG與定角∠ABC的邊BA垂直時,即為圖2.那么拖動點G,使Rt△DEG另一條直角邊DG與BA垂直。對解題是否有幫助呢?
類似地,拖動點G,使Rt△DEG直角邊DG與∠ABC的另一邊BC垂直。問題也可獲得解決。
在解法2中,由于待求面積最大值的△BDE與正方形CDEF是共邊的,通過建立“手拉手”模型,使問題獲得解決那么對于△BDC來說,雖然它與待求的結(jié)論沒有直接關(guān)系,但與正方形CDEF也是共邊的,倘若建立“手拉手”模型(如圖7),還能使問題獲解嗎?在圖7中,當(dāng)連接CP時(如圖8),則△DCP的面積等于△BDE的面積。這個面積關(guān)系有助于求解△BDE的面積的最大值嗎?
3 反思升華
以上7種解法的生成可分為兩條線。由解法1衍生出解法3,4,5,由解法2衍生出解法6,并進(jìn)一步衍生出解法7.顯然,解法1、2是破門之法。它們分別涉及三角形的面積公式、“弦圖”、“手拉手”等模型(解法7所應(yīng)用的與兩正方形相關(guān)的面積等量關(guān)系可稱之為“等積”模型)??梢?,模型在解題的切人中起到了關(guān)鍵作用。這給我們的啟示是在教學(xué)中應(yīng)多注意解題之后的總結(jié)反思,如反思解決問題的切人模型、結(jié)論、變式、問題之間的關(guān)聯(lián)。經(jīng)常這樣做有助于學(xué)生思維靈活性的培養(yǎng)。特別是對發(fā)展學(xué)生的模型思想和應(yīng)用意識,以及學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)興趣的激發(fā)等方面均有裨益。
4 一點建議
在所給的系列推廣中,推廣2中的結(jié)論(2)的證明是有難度的。也有意義,它是受前文考題的解法1的“一線三直角”特殊思想的啟發(fā)。在射線BH上構(gòu)造了“一線三等角”。由于問題的一般化。其證明中涉及了字母運算,這對學(xué)生的運算能力提出了較高要求,其證明又是分β<90°,β>90°兩種情形進(jìn)行的,而初中階段僅探討了銳角三角函數(shù),沒有探討過sin(180°-β)=sinβ,tan(180°-β)=-tanβ等知識,故而對于β>90°情形,教學(xué)中,建議老師們只需探討特殊的鈍角情形,如β=120°,135°,150°,或給出鈍角β的補角的某三角函數(shù)值,當(dāng)然也可將其作為第二課堂的學(xué)習(xí)素材,或在推廣2,3的框架下,編擬一些具有一定層次的分步題,引導(dǎo)學(xué)生循序漸進(jìn)地思考,以此提升學(xué)生的思維的廣度和深度。
中學(xué)數(shù)學(xué)雜志(初中版)2020年3期