我們知道,試卷的區(qū)分度往往體現(xiàn)在幾道把關(guān)題,如何把“壓軸”戲唱好,一直是學生、教師關(guān)注的焦點、研究的重點.今年,南通填空壓軸題一改原有風貌,變從函數(shù)角度看問題為雙曲線與方程及幾何知識的融合.圖形簡單明了,有一定區(qū)分度,突破路徑較多.下面從不同視角來解析該題,提供研討.
1考題呈現(xiàn)
圖1(2017年南通卷第18題)如圖1,平面直角坐標系xOy中,函數(shù)y=kx(k>0,x>0)的圖象經(jīng)過平行四邊形OABC的頂點A(5,12),交邊BC于點D,且AB=DB,求點D坐標.
2多解思考
視角1點的坐標轉(zhuǎn)換為線段的長
圖2求點D的坐標,常規(guī)思路轉(zhuǎn)換為求線段的長即可.如圖2.過點D作EF垂直x軸,交x軸、AB于點E、F.
直接未知數(shù):假設(shè)D(m,60m),則F(m,12),所以AF=m-5,DF=12-60m,在Rt△BDF中,sin∠ABD=1213,所以DB=13-65m.在Rt△CDE中,tan∠DCE=125,
所以CE=25m.建立等式m-25m=13-65m,可求m=8,所以D(8,152).
間接未知數(shù):設(shè)AB=DB=a,在Rt△DBF中,BF=513a,DF=1213a,所以D(5+813a,12-1213a).
(5+813a)(12-1213a)=60,可求a=398,所以D(8,152).
視角2點在雙曲線與直線上
我們知道,點D是雙曲線與直線AE的交點,求出直線AD解析式的“k”值即可.如圖3.作BF⊥AD,垂足為F,所以∠ABF=∠FBD,因為sin∠ABD=1213,構(gòu)造如圖4的半角模型,所以tan∠ABF=tan∠FBD=23,則tan∠BAF=32,所以直線AE可設(shè)為y=-32x+b,把點A(5,12)代入,可得直線AE的解析式:y=-32x+392,點D即為直線AE與雙曲線的交點坐標.可求D(8,152).
圖3圖4視角3等線段的聯(lián)想
通過視角2:直線AE解析式,可發(fā)現(xiàn)點E坐標為(13,0),聯(lián)想到等腰三角形.
①如圖5.連接AD并且延長交x軸于點E,由已知條件中AB=DB,結(jié)合四邊形OABC為平行四邊形,可以證明△AOE為等腰三角形,所以AO=OE,可求點E(13,0),進而求出直線AE的解析式:y=-32x+392,點D即為直線AE與雙曲線的交點坐標,可求得D(8,152).
圖5圖6②由等線段聯(lián)想菱形,過點D作DE∥AB(如圖6),則四邊形AEDB為菱形,假設(shè)D(m,n),則E(512n,n),所以AB=BD=AB=m-512n,S菱形AEDB=1213(m-512n)2=(12-n)(m-512n),化簡可得12m-5n=13(12-n),又n=60m,化簡得m2-13m+40=0,可求m1=5(舍);m2=8,所以D(8,152).
3解后回顧
3.1已知條件的運用,決定了解題的方向
上面的三個視角可以發(fā)現(xiàn),對于條件AB=DB,視角1①作為建立方程的依據(jù);②表示點D坐標的橋梁.視角2.由AB=DB聯(lián)想等腰三角形,利用性質(zhì)構(gòu)造頂角的半角,求出三角函數(shù)值.視角3.通過等腰三角形及平行線,形成新的等腰三角形,找出關(guān)鍵點的坐標.對比三種視角,視角3的解答簡潔明了,事半功倍.說明在平時的教學過程中,教會學生分析問題路徑比解題過程更重要,需要鼓勵學生在自我建構(gòu)的過程中,善于聯(lián)想,善于對比,善于挖掘.只有這樣,我們的學生才會透過現(xiàn)象看本質(zhì),尋求出最佳的解題路徑.
3.2基本圖形的識別,發(fā)現(xiàn)了解題的靈魂
對于三種視角,也許命題人命題意圖的落腳點是視角3.此法細細揣摩,實際上還是角平分線+平行線的基本圖形.此發(fā)現(xiàn)也就決定了解題的效率.同時也給予教師啟示,在平時教學中,應(yīng)該善于引導(dǎo)學生進行相應(yīng)基本圖形積累.只有這樣,我們的學生才能在一些圖形中,敏感地識別出基本圖形,進而順利的解決問題.當然,也許也需注意基本圖形的變式,真正讓學生舉一反三、觸類旁空.
4變式改編
結(jié)合自己的解題,給出該問題的幾個改編,以期我們的共同思考.
圖7改編1:如圖7,平面直角坐標系xOy中,函數(shù)y=kx(k>0,x>0)的圖象經(jīng)過平行四邊形OABC的頂點A(5,12),交邊BC于點D,且AB=AD,求點D坐標.
改編2:如圖7,平面直角坐標系xOy中,函數(shù)y=kx(k>0,x>0)的圖象經(jīng)過平行四邊形OABC的頂點A(5,12),交邊BC于點D,且AD⊥BD,求點D坐標.
改編3:如圖7,平面直角坐標系xOy中,函數(shù)y=kx(k>0,x>0)的圖象經(jīng)過平行四邊形OABC的頂點A(5,12),交邊BC于點D,且D是線段BC的三等分點,求點D坐標.
改編4:如圖7,平面直角坐標系xOy中,函數(shù)y=kx(k>0,x>0)的圖象經(jīng)過平行四邊形OABC的頂點A(5,12),交邊BC于點D,且AD是∠OAB平分線,求點D坐標.
5教學思考
5.1已知條件的暢想
(1)已知平行四邊形的頂點A(5,12),可以獲取哪些結(jié)論?
(2)結(jié)合問題(1)得到的相關(guān)結(jié)論,對于條件AB=DB,你準備如何運用?
說明:通過問題(1)可以得到線段OA、BC的長;反比例函數(shù)的解析式;∠COA、∠ABD的三角函數(shù)值為條件AB=DB使用作了很好的鋪墊.
5.2根據(jù)問題覓思路
(1)求點D的坐標,你有哪些思路?
說明:①可以先讓學生利用常規(guī)的思路解決,這里涉及設(shè)直接未知數(shù)還是間接未知數(shù)問題,兩個角度一起進行,比較一下哪種更便捷,強調(diào)AB=DB的作用.②在常規(guī)思路解決之后,教師可以引導(dǎo),若連接AD,△ABD是哪種特殊三角形?點D可以也可看著直線AD與雙曲線的交點坐標,關(guān)鍵求直線AD的解析式,由于已知點A坐標,只要求出∠BAD的正切值(已知∠ABD的三角函數(shù)值,構(gòu)造直角三角形,可以求出∠ABD的半角三角函數(shù)值),即為視角2.③通過求出直線AD的解析式,讓學生求出與x軸的交點坐標,又有什么發(fā)現(xiàn),如此能否為我們提供新的思考方向,生成視角3解法.
5.3解法對比有感悟
解題教學,不能僅僅滿足讓學生掌握幾種解題方法,更重要的是著眼于學生的進一步發(fā)展,通過各種方法對比,教會學生如何挖掘試題條件蘊含的內(nèi)涵,學會看準目標,優(yōu)化解題策略.當然,過程體會與循序而導(dǎo)對于學生的思維品質(zhì)的提高、解法自然生成也有著決定性的作用.
5.4問題改編得強化
解題教學不是教學生簡單的模仿,因此最后環(huán)節(jié),通過對條件AB=DB的改變,真正讓學生面對不同的條件,學會如何應(yīng)對,豐富認知,形成技能.如改編1.認識到直線AD與x軸的交點在線段OA的垂直平分線上;改編2.通過已知的垂直關(guān)系,發(fā)現(xiàn)OA⊥AD;改編3.分類思想的滲透,構(gòu)造相似的基本圖形,也可以進一步推廣到n等分點;改編4.與原題的實質(zhì)是一致的.變與不變都是相對的,我們在關(guān)注解法的同時,更應(yīng)讓學生經(jīng)歷“如何想到這樣解”的思路歷程.這樣的話,解題的思想方法才會得到較充分的落實.
作者簡介張浩杰,中學高級教師,南通市數(shù)學骨干教師,南通市優(yōu)課評比一等獎獲得者,南通市優(yōu)秀教育工作者.主持市課題1項,參與國家課題2項,發(fā)表論文15篇.endprint
中學數(shù)學雜志(初中版)2017年6期