形异法相同,同源构法成

2018-01-17 07:28郝敬军
数学教学通讯·初中版 2018年11期
关键词:几何同源性质

郝敬军

[摘 要] 对于不同类型的考题,有时可以采用相同的思路来求解,该类考题称之为解法同源考题. 该类考题的出现,极大地拓展了解题方法,有助于解题思路的关联性建构,对提高解题效率有一定的帮助.

[关键词] 同源;面积;性质;割补法;几何

考题2 (2018年甘肃张掖中考)如图6,已知二次函数y=ax2+2x+c的图像经过点C(0,3),与x轴分别交于点A和点B(3,0),其中点P是直线BC上方抛物线上一动点.

(1)试求二次函数y=ax2+2x+c的表达式.

(2)连接PO,PC,并将△POC沿y轴翻折,得到四边形POP′C,如果四边形POP′C为菱形,请求出此时点P的坐标.

(3)当点P运动到什么位置时,四边形ACPB的面积可以取得最大?请求出此时点P的坐标以及四边形ACPB面积的最大值.

思路突破 本题为典型的函数综合题,涉及抛物线和直线,第(1)(2)问分析略,下面主要探讨第(3)问的求解策略.

难点分析 对于第(3)问,从问题形式来看,求四边形ACPB的面积过程中,存在三大难点,一是题目为最值问题,随着点P的移动,四边形ACPB的形状必然发生变化,如何定量分析有待研究;二是四边形ACPB为不规则图形,如何利用已有知识建立面积求解模型有待讨论;三是题干信息仅给出了函数的解析式,没有具体的线段长,如何利用转换条件获得相应的线段长需要进一步讨论.

思路构建 研究面积的最值,可以尝试设出点P的坐标,使其变为相对意义上的静止点,则可以建构特定条件下的四边形面积模型. 四边形ACPB为不规则图形,可以尝试采用分割法,将其转化为几个规则的基本图形的组合,则不规则图形的面积就可以通过分别求解规则图形的面积来求解. 线段的长度可以通过两点之间的坐标来获得,因此可以将求线段长度的问题转化为求关键点的坐标,求点的坐标可以结合函数解析式来获得. 最后,可以建立关于点P坐标参数的面积函数式,通过研究点P的轨迹参数来完成最值求解.

考题1和考题2的第(3)问都是求几何图形的面积,只是问题的研究背景不同. 考题1直接给出了几何元素的相关信息,包括角、边的大小以及相关几何性质,是几何动点下的面积分析问题;而考题2给出了函数的解析式和相关点的坐标,是函数图像中的几何问题,属于解析几何. 虽然两者的问题形式不同,但考虑到解析几何是函数与几何的综合,因此实质上都是对几何的拓展研究. 上述解题策略在思想方法和构建思路上存在一些相同之处,具体如下.

对于思想方法,考题所涉及的四边形均为不规则四边形,利用已有的图形面积求解方法无法直接完成,因此基于构造思想采用面积的割补法是最为有效的方式. 该解题思想方法在考题1、考题2中均有充分的体现,它们均是通过添加辅助线的方式,将四边形分割成几部分,构造出几个常见的基本图形,利用其面积公式来求解. 需要注意的是,不同的分割方式所构造的基本图形不相同,面积求解的难易程度也有差异,最为简洁的方式是根据题目所给条件进行图形构造,如考题1的纯几何问题直接利用已知的线段长,考题2则尽量将已知点作为所构图形的顶点,这是构造思想的具体使用细节,合理构造可以简化求解.

对于思路构建,利用面积割补法是构建求解几何模型的总体思想,而如何建立已知条件与目标问题的关系是求解的具体思路. 考题1基于三角形的面积公式,利用几何性质来探究面积求解的关键线段长,采用的是“公式→线段→几何性质”的思路探寻模式,这是由所给条件——几何性质所决定的;考题2同样基于图形面积公式,进行了所需线段长度的思路构建,采用的是“公式→线段→函数性质”的思路探寻模式,都是由问题目标展开的思路构建. 考虑到点坐标与线段之间的联系,及几何与代数之间的不可分割联系,问题的构建思路均是以定理、公式为出发点,建立必要条件与性质之间的联系,这是两道考题构建思路的同源所在.

考题求解的学习思考

1. 重视考题解法,透析问题结构

上述考题属于不同知识领域的“形异法同”的关联题,虽然问题的形式、题干信息条件有较大的差异,但由于均是对不规则面积的求解,因此在解题策略上存在同源性. 对考题进行总结归纳,不能只局限于同类型的考题,也应重视对相同解题策略的考题整理,尤其是具有相同思想方法的考题. 深入探析解法上的“同”与“不同”,不仅可以丰富解题方法,在解法归纳的过程中还可以拓展解题思路,促进思维的活跃性. 另外,关注同源考题的命题结构,反思问题求解时的转化策略,充分理解命题人由条件构建问题的基本框架,真正理解解法一致性的根源,是解题的核心.

2. 提炼问题条件,总结重点知识

解后反思是对问题求解进行信息提炼,包括问题的条件、出题形式、求解涉及的基础知识,如上述考题1给出图形的基本性质来求解图形的面积,涉及菱形、三角形的性质,求解时利用了面积公式、勾股定理、分割方法等. 对问题信息进行总结,有助于后续知识的学习,结合考题,可以深入理解涉及的知识内容,积累知识运用的经验,达到融会贯通的效果. 同时,在知识整理的过程中,可以进一步把握知识之间的联系,构建知识的解题框架,这样有助于解题策略的形成. 解后反思实际上是知识的内化过程,是知识与能力强化、提升的过程.

寫在最后

解法同源是较为特殊的一类关联考题,解题过程中用到的思想方法、构建思路具有潜在的研究价值,尤其是在命题形式多样化的中考中,局限于表象问题是难以提升解题能力的. 深刻挖掘解题思路的构建策略、思想方法,有助于摆脱考题的束缚,真正理解问题的精髓,获得思想层面的能力提升.

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