☉江蘇省張家港市塘橋初級中學王東
從“形聚”到“神似”:大題命制的一種追求——2016年鹽城卷第28題思路突破與命題反思
☉江蘇省張家港市塘橋初級中學王東
承載著中考區(qū)分選拔功能的壓軸題往往倍受大家關注.有些考題呈現(xiàn)簡約、漸次生長、前后關聯(lián)、上下呼應等特征,給練習者、欣賞者以美的享受.然而也有些綜合題把幾個無甚關聯(lián)的小問題勉強拼湊成一道大題,讓練習者感覺是在練習一大堆不相關的題目.本文關注一道中考壓軸題,嘗試給出思路突破和解后反思,并改編變式,提供研討.
考題(2016年江蘇鹽城中考數(shù)學卷第28題)如圖1,已知一次函數(shù)y=x+3的圖像與x軸、y軸分別交于A、B兩點,拋物線y=-x2+bx+c過A、B兩點,且與x軸交于另一點C.
(1)求b,c的值.
圖1
圖2
(2)如圖1,D為AC的中點,點E在線段BD上,且BE= 2ED,連接CE并延長交拋物線于點M,求點M的坐標.線CE與拋物線解析式,可得M點坐標為(-,).是一個含60°角的特殊直角三角形,G(0,3),AG=6.以AG為邊向左側作等邊△AGQ,可求出Q點坐標為(-6,3).有了這些解讀之后,可以進入后續(xù)問題的
(3)首先解讀一些初始條件,比如,將直線AB旋轉后得到直線AG的位置,應該是與x軸成60°角,即△AOG求解了.
①根據(jù)兩個等邊三角形的條件,加上∠GAO=60°的識別,容易證明△ARQ≌△APG,從而得到PG=RQ;
②認真觀察圖2,發(fā)現(xiàn)由上一問中△ARQ≌△APG,有PG=QR,要想PA+PC+PG取得最小值,就是PR+PC+QR取得最小值,只要四點C、P、R、Q共線即可,即最小值就是連接QC,求線段QC的長,這兩個端點的坐標都是明確的,構造圖3,很快可求得QC=2
圖3
圖4
(3)將直線AB繞點A按逆時針方向旋轉15°后交y軸于點G,連接CG.如圖2,P為△ACG內(nèi)一點,連接PA,PC,PG,分別以AP、AG為邊在它們的左側作等邊△APR、等邊△AGQ,連接QR.
①求證:PG=RQ;
②求PA+PC+PG的最小值,并求出當PA+PC+PG取得最小值時點P的坐標.
1.思路突破
(1)由一次函數(shù)解析式可確定A、B點的坐標,再將其代入拋物線解析式就能確定b、c的值,即b=-2,c=3.
(2)由上一問求出的拋物線解析式,可以求出C點坐標為(1,0),容易解讀點D的坐標為(-1,0),再由BE= 2ED,可求出點E的坐標為(-,1);于是根據(jù)待定系數(shù)法可以確定直線CE的解析式為y=-x+,進而聯(lián)立直
到此進展都很順利,真正的挑戰(zhàn)是點P的位置,即如何求點P的坐標.
我們很快會確認點P應該在線段CP上,但是具體位置呢?如果有“費馬點”的模式積累的話,可以構造圖4解決,以AC為邊向下作等邊△ACN,連接CQ,GN交于P點,該點為△ACG的費馬點,滿足AP+CP+GP最小,這樣可以求出直線CQ的解析式為,直線GN的解析式為,再聯(lián)立方程組解出點P的坐標為
然而,上述解法的難點在于“以AC為邊向下作等邊△ACN”,這種構造如果缺少對三角形費馬點的深刻理解,短時間是難以獲得思路的,而且費馬點也并非是初中階段的教學要求.讓我們另尋突破點P坐標的思路.
考慮到△APR是等邊三角形,可以作AH⊥CQ于H點,根據(jù)相似三角形性質(△ACH∽△QCM)或銳角三角函數(shù)(∠ACQ的三角函數(shù)值)可以求出換到Rt△APH中,可求出
由于三個小問之間基本無甚關聯(lián),特別是第(3)問甚至離開總題干中的拋物線,另起爐灶,命題者“引來”了所謂的費馬點問題,讓難點落在最后一問上.以下再簡述幾處障礙點:
障礙點之一:缺少費馬點結構的認識,難以獲得最值.
如果缺少費馬點的結構,則短時間學生認識到線段CQ就是最小值有些障礙,就是想到連接CQ,也并不一定能認識到這就是三條線段和的最小值.
障礙點之二:構造出圖5之后在不同的三角中切換不暢,導致思路受阻.
圖5
圖5中需要靈活的目光轉換能力,如果不能有效、按序轉換,則往往思路受阻.特別是求解的次序:先求AH→PH→HC→PC→PT→CT.這一路徑如果走偏,則會消耗時間成本.
障礙點之三:運算繁雜,對運算的意味品質有較高的要求.
由于涉及的三角形三邊之間不是學生熟悉的特殊三角形,所以無論是相似路徑,或是銳角三角形函數(shù)路徑,都會陷入較為繁雜的運算.筆者經(jīng)過演算,發(fā)現(xiàn)有些相似的路徑雖然思路是通的,但是構造出來的一元二次方程計算非常繁雜,只得放棄.
1.綜合題的系列小問盡量“看似并列,實質遞進”
就筆者認真研習全國各地中考試卷,特別是北京、上海等省會城市的中考試題最后一問,往往都是在一個題干之下系列生長出來的題組,往往“看似并列,實質遞進”,即看上去幾個小問之間并列式設計,互相條件不能混用,但是前問的解法、思路卻對后問的思考探究起著暗示、鋪墊的作用.而上文中考題的三個小問,特別是第(3)問與前面兩個小問基本缺少關聯(lián),甚至讓題干也“提前枯萎”,似有遺憾和不足.
2.綜合題的命題導向重在“考查思維,淡化運算”
由于目前各地中考題的題量偏大,答題時間偏緊,如果在最后一道大題仍然有較大的運算量,特別是繁雜運算時,往往會影響試題考查的重要追求,即數(shù)學試題應該重在考查數(shù)學思維,而淡化運算.像上面的解法中,涉及很多分數(shù)、無理數(shù)系數(shù)的函數(shù)表達式,或線段的長都帶分數(shù)、無理數(shù),且三角形三邊關系也不是學生熟悉的常見特殊三角形,使得學生盡管知道問題的思路,但是由于運算量繁雜而思路受阻,讓一些放棄最后大題的學生與認真思考的學生得分相近,使得該題的信度、效度都大打折扣.
3.綜合題中蘊含的問題結構盡量不涉及高中內(nèi)容
作為中考畢業(yè)、升學合一的考試,首先應該嚴守數(shù)學課程標準,不得“超標”,或者不得打擦邊球.最后一問隱含著費馬點模型,讓很多應試復習中通過題海戰(zhàn)術或補充過費馬點的學校與考生就能一眼洞察問題結構,造成命題背景上的不公平,這是值得命題者思考的.想起,前幾天有些地區(qū)的最后一道隱含著高中階段的拋物線的準線、焦點問題,帶來了相應地區(qū)在中考應試復習時以準線、焦點為專題的復習課研討,實在是“上有所好,下必趨之”.
與教學一樣,命題也是一項充滿遺憾的藝術.知易行難,以下本著個人命題研究的興趣,給出筆者的一種變式改編題,提供批評.
變式改編題如圖6,已知一次函數(shù)y=x+3的圖像與x軸、y軸分別交于A、B兩點,拋物線y=-x2+bx+c過A、B兩點,且與x軸交于另一點C.點M是拋物線在第二象限上的一點,直線MC,AB相交于點N.
(1)求b,c的值;
(2)當N恰為線段AB的中點時,求點M的坐標;
(3)連接AM,BM,當△ABM的面積取得最大值時,求線段MN的長.
圖6
1.何明.由博返約,追求簡潔——一道“雙曲線”綜合題的命題過程[J].中學數(shù)學(下),2015(11).
2.劉東升.“并列”式問題與“遞進”式求解——由一則解題教學案例說起[J].中學數(shù)學教學參考(中),2012(8).
3.夏盛亮.引導回歸教材,倡導開放取向——一次縣級期末卷的命題取向分析[J].中學數(shù)學(下),2014(1).
4.鮑建生,顧泠沅,等.變式教學研究[J].數(shù)學教學,2003(1,2,3).H