☉江蘇省鹽城市大豐區(qū)實(shí)驗(yàn)初中 楊劍峰
藏鋒內(nèi)斂:例說綜合題命制中的分類討論——由2016年山西省壓軸題的拓展思考說起
☉江蘇省鹽城市大豐區(qū)實(shí)驗(yàn)初中楊劍峰
中考綜合題特別是壓軸題常常會(huì)考查分類思想,以便檢測(cè)學(xué)生數(shù)學(xué)思維的嚴(yán)謹(jǐn)性、慎密性.也有些考題對(duì)分類討論提出過高要求,陷入失控、無度狀態(tài).本文先對(duì)一道考題的第(3)問進(jìn)行思路解析,并拓展思考,最后圍繞綜合題命制中對(duì)分類討論的調(diào)控提出一些初步思考,提供研討.
圖1
考題(2016年山西省第23題)如圖1,在平面直角坐標(biāo)系中,已知拋物線y=ax2+bx-8與x軸交于A,B兩點(diǎn),與y軸交于點(diǎn)C,直線l經(jīng)過原點(diǎn)O,與拋物線的一個(gè)交點(diǎn)為D,與拋物線的對(duì)稱軸交于點(diǎn)E,連接CE,已知點(diǎn)A,D的坐標(biāo)分別為(-2,0),(6,-8).
(1)略;(2)略;
(3)若P是y軸負(fù)半軸上的一個(gè)動(dòng)點(diǎn),設(shè)其坐標(biāo)為(0,m),直線PB與直線l交于點(diǎn)Q,試探究:當(dāng)m為何值時(shí),△OPQ是等腰三角形.
以下重點(diǎn)展開第(3)問思路突破:首先要分析待求的△OPQ是等腰三角形有幾種不同情形,考慮到點(diǎn)P是y軸負(fù)半軸上一個(gè)動(dòng)點(diǎn),且△OPQ頂點(diǎn)Q是由直線PB與直線l相交所得,故不可能有OP=PQ.只可能存在兩種情況,即OP=OQ或OQ=PQ.以下構(gòu)造出草圖(如圖2,圖3).
圖2
圖3
以下分述之:
①如圖2,當(dāng)OP=OQ時(shí),△OPQ是等腰三角形.此時(shí),過點(diǎn)E作EM∥PQ交y軸于點(diǎn)M,容易得到△OME也是等腰三角形,OM=OE=5,于是可求出直線ME的解析式為y=根據(jù)兩直線平行,斜率k相等,可設(shè)直線PQ的解析式為把B(8,0)代入即可得即點(diǎn)此外也可考慮利用△OPQ~△OME得到的比例式,以及由MH∥PB可得,組合溝通得出答案.
②如圖4,當(dāng)PQ=OQ時(shí),△OPQ是等腰三角形.結(jié)合點(diǎn)E,C坐標(biāo)的特征,發(fā)現(xiàn)△OCE是等腰三角形,OE=CE,于是可以確認(rèn)CE∥PQ.可先解出直線CE的解析式為,進(jìn)一步設(shè)直線PQ的解析式為把B(8,0)代入解析式可得即
考慮到第(3)問限制了點(diǎn)P在y軸的負(fù)半軸上,如果該點(diǎn)放開到y(tǒng)軸上任意一點(diǎn),那么還會(huì)有怎樣的可能情形呢?
問題表述如下:若P是y軸上的一個(gè)動(dòng)點(diǎn),設(shè)其坐標(biāo)為(0,m),直線PB與直線l交于點(diǎn)Q,試探究:當(dāng)m為何值時(shí),△OPQ是等腰三角形.
圖4
圖5
圖6
先研究圖4的情形,此時(shí)OP=PQ,△OPQ為等腰三角形,可得△OPQ~△OEC,結(jié)合OE=CE=5,OC=8,有OP∶OQ=5∶8,可設(shè)OP=5m,OQ=8m,設(shè)法將Q點(diǎn)的坐標(biāo)用含m的式子表示,如圖6,在Rt△OQH中,該三角形的三邊之比是“3∶4∶5”,可以表示出即點(diǎn)Q的坐標(biāo)由于另有P(0,5m),B(8,0),三點(diǎn)都是共線的,所以就轉(zhuǎn)化為以下問題:
解析:設(shè)該直線解析式為y=kx+b,把三個(gè)點(diǎn)坐標(biāo)分別代入直線解析式可確定出
接著研究第4種情形,如圖5,此時(shí)OP=OQ,點(diǎn)P在y軸正半軸,而點(diǎn)Q在x軸下方,可設(shè)P(0,5n),則OQ=5n,根據(jù)點(diǎn)Q在直線上,可得Q(3n,-4n),于是三點(diǎn)(0,5n),(3n,-4n),(8,0)在同一直線上,可以確定
即點(diǎn)P(0,24).
從以上解法探討和拓展思考來看,山西省中考數(shù)學(xué)命題組應(yīng)該已預(yù)見到如果將點(diǎn)P放開在y軸上深入探究,則學(xué)生在考場(chǎng)上限時(shí)獨(dú)立解答完整的可能性是很小的,基于內(nèi)斂藏鋒的命題取向,命題組將探究的范圍適當(dāng)縮小,使得問題分類討論的情形只有兩種,減小了求解的難點(diǎn),值得點(diǎn)贊.以下再圍繞命題中分類討論的話題給出幾點(diǎn)進(jìn)一步的思考.
1.分類討論的命題立意需要指向概念教學(xué)
初中階段的分類討論非常豐富,具體來說,代數(shù)領(lǐng)域由于數(shù)的范圍之豐富需要分類討論,比如實(shí)數(shù)系分有理數(shù)與無理數(shù),或者是正數(shù)與負(fù)數(shù),對(duì)應(yīng)到一個(gè)點(diǎn)所在數(shù)軸上的位置,就需要分該點(diǎn)在數(shù)軸上的正半軸、負(fù)半軸或原點(diǎn)等位置,上述考題第(3)問限制了在y軸負(fù)半軸上思考,而一旦放開,則需要考慮另外的點(diǎn)P在y軸正半軸的兩種可能情形.再比如在幾何領(lǐng)域,圖形之間的不同位置關(guān)系往往會(huì)帶來分類討論,三角形全等(相似)的不同對(duì)應(yīng)關(guān)系會(huì)帶來分類討論等,如本題中等腰三角形的腰沒有明確,則也會(huì)面臨著分類討論.這些分類討論的命題立意,背后都指向重視概念教學(xué).
2.分類討論需要深思,以防陷入無度失控
分類討論是每份中考試題都會(huì)反復(fù)考查的一種重要思想方法,對(duì)于檢測(cè)學(xué)生思維嚴(yán)謹(jǐn)性、慎密性有著十分重要的考查功能.但是分類討類的考題也需要注意把控和反復(fù)推敲,防止失控與無度.我們常常見到有些地區(qū)的考題,一道綜合題的分類討論結(jié)論多達(dá)4種以上,有些分類討論之后運(yùn)算還十分繁雜,且運(yùn)算的類型也高度趨同,使得考生思路易見,運(yùn)算難見終點(diǎn).
3.分類討論的問題需要考慮多種解法兼容
得到普遍認(rèn)可的是,中考綜合題的解法需要多樣化,因?yàn)橹锌济嫦虻氖谴髽颖旧踔寥珮颖经h(huán)境下的測(cè)試考查,一道把關(guān)題的設(shè)計(jì)高度,需要兼顧不同思維風(fēng)格學(xué)生的思維特點(diǎn).故命題時(shí)對(duì)于綜合題的不同分類情況,不僅要考慮分類的合理與思路如何生成,還要構(gòu)思或預(yù)設(shè)學(xué)生可能的解答路徑,使得考題的內(nèi)容效度與信度達(dá)到較高水平,也是試題命制中“兼顧公正”的一種追求.
命題也是一門遺憾的藝術(shù),需要打磨與優(yōu)化.以上我們從一道考題的思路出發(fā),拓展思考,并基于分類討論這一思想方法在綜合題中的命題技術(shù)展開了一些初步的思考,拋磚引玉,供批評(píng)指正.
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