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模型“出面”、繁简转换*

2015-11-02湖南省常德市芷兰实验学校初中部陈金红

中学数学杂志 2015年14期
关键词:出面常德市压轴

☉湖南省常德市芷兰实验学校初中部 陈金红

☉湖南省常德市安乡县芦林铺中学 郭作华

模型“出面”、繁简转换*

☉湖南省常德市芷兰实验学校初中部陈金红

☉湖南省常德市安乡县芦林铺中学郭作华

解压轴题一般有很多种方法,但多数人包括命题者给出的常常是思路不明、计算或推理复杂的做法,指导效果当然就不佳!但若重视提炼问题的本质模型、解析出方法的细节生成,即可有效提高压轴题的教学与应试效果.众所周知,利用模型思想解数学问题的确能使复杂问题简单化,优化解题过程,提高解题速度,因此,模型“出面”、繁简转换,现运用此观点解析一例:2013年成都中考数学压轴题.

(1)如图1,若该抛物线过A,B两点,求该抛物线的函数表达式.

(2)平移(1)中的抛物线,使顶点P在直线AC上滑动,且与AC交于另一点Q.

①若点M在直线AC下方,且为平移前(1)中的抛物线上的点,当以M、P、Q三点为顶点的三角形是等腰直角三角形时,求出所有符合条件的点的坐标;

图1

对于(2)的第①问,先看命题者的思路,求出直线AC的解析式、平移后的抛物线方程,解它们构成的方程组,求出点P、点Q的坐标,最后对线段PQ分类:PQ为直角边、PQ为斜边两种情形,艰辛“努力”才做出来的,有点“咬牙切齿”的味道!

真的有这么难吗?促使我们有换个角度看问题的冲动:因为直线AC是固定不动的,要得到一个其上线段PQ为边的等腰直角三角形,易使人联想到等腰直角三角形的背景即正方形模型(本题模型之一),再把点M代入原抛物线解析式,有解即存在、找出了符合要求的M点!简洁明快!

图2

具体即不难知直线AC的解析式为y=x-1.与x轴正方向夹的锐角为45°,设平移前的抛物线的顶点为P0,则由(1)可得P0的坐标为(2,1),发现顶点P0在直线AC上.又点P在直线AC上滑动,故可设P的坐标为(m,m-1),则平移后的抛物线的函数表达式为

当PQ为斜边时,即图2中左上角的等腰Rt△PQM,不难知PM∥y轴、QM∥x轴,于是点M的坐标为(m,m-3),再把点M代入到原抛物线+2x-1中得m-3=,于是有,解得m=

当PQ为直角边时,即图2中左边的大等腰Rt△PQM(或上边的大等腰Rt△PQM),同上,不难知点M的坐标为(m,m-5)或点M的坐标为(m+2,m-3),再把点M代入到原抛物线中,可得到M3(4,-1),M4(-2,-7).

综上所述,所有符合条件的点M的坐标为:M1(1+M4(-2,-7).

对于(2)的第②问,命题者的解法没有给人“所以然”的交代,计算量大,让人理解起来冲淡了主题、有些晦涩之感!

真的有这么难吗?同样促使我们通俗化解读之的动机:尽管P、Q是动点,但始终有PQ=是个定值不变量(求式的分子解决了)!转而关注求式的分母NP+BQ取最小值时,必有有最大值;要NP+BQ取最小值最直接的联想是“将军饮马”对称应用模型,但如何使用?是本问题的最大“障碍”点!

此时由PQ∥FN、PQ=FN,知四边形PQFN为平行四边形,于是求式分母中的PN项可由FQ替代了,即NP+ BQ=FQ+BQ,其中点B、点F是定点,转化为研究定直线AC上动点Q的位置(它直接决定了动点P的位置!)于是有:

“将军饮马”模型(本题模型之二):即“已知定点B、F和定直线AC,在直线AC上找一点Q,使得FQ+BQ(=NP+ BQ)取得最小值”(求式的分母解决了)!

图3

图4

具体即取点B关于AC的对称点B′,连接QF,QB′,如图3,当B′、Q、F三点共线时,FQ+B′Q(=NP+BQ)最小,最小值为线段B′F的长度!在Rt△B′FE中去求!

综上可知,关注分子,关注分母,数值联想,模型凸显,方法实施,整体到局部,和谐流淌,如沐思维、思想之春风,如乘模型之载体,如启方法之动力,彰显灵气之融融!要害之处仍是“模型出面”,发现“繁简转换”,方法、过程呼之既出!对比原解法、期刊对其研究已发之文,很快可知运用上面的方法更简单、更通俗、更本质化!这也是我们毕业班老师和命题者自身要注意的问题.

1.陈金红.习题磨练结构谋法[J].中学数学(下),2011(4).

2.陈金红.让解法来得更自然一些[J].中学教研(数学),2014(12).

3.陈金红.几何“形”,代数“声”,三角函数“心”——谈2014年湖南省常德市中考压轴题[J].中国数学教育(初中),2014(10).

4.陈金红.不要放弃更初等的想法[J].中学数学教学参考(上),2012(1~2).

*本文系全国教育科学“十二五”规划2013年度教育部规划课题《生命课堂视野下的教学案例研究》(课题编号:FHB130512)的阶段性成果之一.

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