李霞
[摘 要] 某位数学大师语,“不善于归纳总结的课堂是‘形散且神散的课堂,善于归纳总结的数学课堂是‘虽形散,但神不散的课堂”. 由此可见,一堂好的数学课缺少不了在老师的引导下,由学生进行知识和思想方法的总结. 只有这样的数学课堂才是有深度、有潜力的课堂.
[关键词] 归纳总结;落实双基;坐标求法
“在平面直角坐标系中,探求符合一定条件点的坐标”这一知识方法既是初中阶段研究函数的基础,也是高中阶段研究解析几何的必备知识,更是“数形结合”数学思想运用的典范. 然而,众多学生面对那些立意新、既重“双基”又重能力的求点的坐标问题,却往往力不从心. 这是因为,他们疏于对基本知识和基本方法的总结与反思. 笔者试结合典型题目,归纳总结出求符合一定条件点的坐标的具体方法,以期达到“既见树木,也见森林”的目的,更希冀于初三专题复习时,对师生有所启发和帮助. 若有不当,敬请批评指正.
一、 借助网格,直观求解
例题1:如图1,A点坐标为(3,2),将线段OA绕原点逆时针旋转90°得到对应线段OA′,则点A′的坐标为_______.
分析:线段OA绕原点O逆时针旋转90°,相当于“3×2的矩形OBAC”绕原点O逆时针旋转90°到“2×3的矩形OB′A′C′”. 因此,点A的对应点A′坐标易得为A′(-2,3).
二、回归定义——距离+符号
1. 从坐标的定义可推出:求一点P的坐标就是先求出点P到y轴、x轴的距离,这两个距离分别作为点P横坐标和纵坐标的绝对值,最后再根据点所在象限的符号规律求出点P的坐标.
2. 反过来,若点P的坐标为(x,y),则点P到x轴、y轴的距离分别为y,x.
例题2:若例题1隐去网格背景,那如何求点A′的坐标呢?
分析:如图2,分别过A、A′作AB⊥x轴,A′C⊥x轴. 因为A(3,2),所以AB=2,OB=3. 易证△ABO≌△OCA′. 所以OC=AB=2,A′C=OB=3. 又因为点A′在第二象限,所以A′(-2,3).
例題3:如图3,矩形OABC的一个顶点在坐标原点,另两个顶点A、C分别在y轴与x轴上,OB是矩形的一条对角线,已知OA=5 cm,OB=13 cm,动点M从点A开始,以1 cm/s的速度向终点O运动,点N从点O开始,以2 cm/s的速度向终点C运动. 当其中一点到达终点时,另一点便停止运动. 设运动时间为t(s),过N作OC的垂线,交OB于P,连结MP.
(1)用含t的代数式表示P点的坐标;
(2)略;
(3)略.
分析:因为ON=2t,所以P点的横坐标为2t. 欲求P点的纵坐标,只需求PN的长度. 易知△ONP∽△OCB且OC=12 cm. 所以 = ,所以PN= ,所以P2t, .
【反思】 定义法(距离+符号)是最为基本也最为灵活的方法. 它涉及求线段、求角度等一些重要知识和方法,几乎涵盖了初中阶段所有有关度量计算的数学知识、数学方法和数学思想,因此,掌握定义法求点的坐标是何等的重要. 另外,运用此法常需过“已知点”和“所求点”向坐标轴引垂线,以便构建点坐标定义的基本几何图形.
三、运用函数解析式
1. 若点P(a,b)在函数y=f(x)图像上,则P点坐标满足函数解析式,即有f(a)=b.
2. 若点P是函数y=f(x),y=g(x)两图像的交点,则点P的坐标是方程组y=f(x),y=g(x)的一组解.
例题4:对于例题3除了利用定义法,还有其他方法吗?
分析:已知点P横坐标为2t,只需求出直线OB的解析式即可. 易求直线OB解析式为y= x,将x=2t代入,得y= ,所以P2t, .
例题5:如图4,直线y=x-2与双曲线y= 交于两点A、B,求△AOB的面积.
分析:易求直线与x轴的交点坐标为C(2,0). 根据S△AOB=S△AOC+S△BOC可知,只需求出A、B两点坐标即可. 因为A、B点是两个函数图象的交点,所以y=x-2,y= ,解得A(3,1),B(-1,-3). 所以S△AOB= ×2×1+ ×2×3=4.
【反思】运用此法需以点在函数图像上为前提,求出函数解析式为关键.
四、运用图形变换下对应点的坐标变换规律
1. 点P(x,y) Q(x±a,y±b) P点沿x轴方向向右(左)平移a个单位,沿y轴方向向上(下)平移b个单位.
2. 点P(x,y)与点Q(x,-y) 点P、Q关于x轴对称;
点P(x,y)与点Q(-x,y) 点P、Q关于y轴对称;
点P(x,y)与点Q(-x,-y) 点P、Q关于原点对称.
例题6:(2008年威海)如图5,点A(m,m+1),B(m+3,m-1)都在反比例函数y= 的图像上.
(1)求m,k的值;
(2)如果M为x轴上一点,N为y轴上一点,以点A,B,M,N为顶点的四边形是平行四边形,试求直线MN的函数表达式.
分析:易求A(3,4),B(6,2). 欲求符合条件的解析式,关键是确定点M、N的坐标. 据题意应分两种情况进行讨论.
①如图5,当M点在x轴的正半轴上,N点在y轴的正半轴上时,设M1点的坐标为(x1,0),N1点的坐标为(0,y ). 因为四边形AN1M1B为平行四边形,所以AB∥N1M1且AB=N1M1.
所以点A到点B的平移方式和点N1到点M1的平移方式一样. 由A(3,4) B(6,2)知:点A沿x轴方向向右平移了3个单位,沿y轴方向向下平移了2个单位. 所以0+3=x1;y1-2=0,所以x1=3,y1=2,从而M1(3,0),N1(0,2).
②如图5,当M点在x轴的负半轴上,N点在y轴的负半轴上时,设M2点坐标为(x2,0),N2点坐标为(0,y2). 因为AB∥N1M ,AB∥M N ,AB=N M ,AB=M2N2,所以N1M1∥M2N2,N1M1=M2N2,所以易证△N1OM1≌△N2OM2. 所以N1O=N2O,OM1=OM2. 所以点M1与点M2,点N1与点N2均关于原点成中心对称,所以M2(-3,0),N2(0,-2).
【反思】运用此法需要十分熟悉图形在特定变换下对称点的坐标变换规律,而且更需要善于将新的问题进行化归处理,例如“在平面直角坐标系中,任意给定不在一直线上的三点,探求第四个点的坐标,使它们构成平行四边形”问题,就可转化为“点的平移”问题来处理.
以上所列,是初中阶段求点的坐标的常见方法. 对于方法的灵活选择问题,还需教者立足“双基”,对学生进行变式训练,培养学生的鉴别能力,思维的灵活性、深刻性,从而真正达到数学育人的目的.
数学家华罗庚说得好:“怎样把书读薄?其实,就是要把书中的知识彻底消化,变为非常直观的、非常概括的材料,最后只留下最精髓的那一点,当然书就变薄了. ”在现今“减负增效”的学校教育中,教师让学生学会:①按数学的某一重要知识形成过程、所蕴含的数学思想和方法、与其他知识的联系等方面进行“知识系统型”总结;②按为解决某个特定的数学问题而经常采用的思想方法进行“思想方法型”总结;③或其他方面总结. 作为数学教育工作者的我们,如果能采用这种教学策略,也应该是有意义的!