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探讨初中数学动点问题的解题策略

2020-04-12沈丹

理科爱好者(教育教学版) 2020年5期
关键词:动点解题策略初中数学

沈丹

【摘 要】数学一直被称作是科学之王,是一切知识的最高形式。初中数学包含方程、函数、几何等丰富内容,对很多学生来讲,复杂且抽象,学起来很吃力。动点问题是初中数学函数题型中常见的问题,存在一定的难度。在动点问题的学习上,很多学生都有畏难心理,教师在进行相关的教学时,可以把问题拆分为几个小问题,从浅到深,化动为静,使学生逐步掌握动点问题的解决方式。

【关键词】初中数学;动点;解题策略

【中图分类号】G633.6  【文献标识码】A  【文章编号】1671-8437(2020)28-0174-02

动点問题是一类开放性题型,具有较强的灵活性,在解题时需要把握好动点问题的解题思路, 将问题主体拆分成若干个小问题,由浅入深,层层递进,将一切动点问题静点化,通过动中取静和动静互换的方式确定题中变量间的关系、把握运动位置、构建函数关系,以此探寻解决问题的思路和办法。动点问题对培养学生的动态思维具有重要帮助,借助该思维方式,学生可以有效地解决数学中的类似问题,提升分析和解决问题的能力。

1   明确问题中变量与不变量之间的关系

动点问题的解决需要借助空间想象力,学生要想象问题中的动点,在“动”中求“静”,教师要在课堂上给学生演示,让学生理解变量和不变量之间的关系[1]。在解决动点问题时,学生需要找出条件中变量与不变量之间的关系,确定图形运动中变量与不变量之间的关系,从而找到有效的解决方法。明确问题中的变量和不变量关系的解题方法,可以让学生迅速在脑海进行解决问题的构想,选择适合解决问题的方法,从而有效地提高解题的正确率。

2   构建图形中变量的函数关系

很多解题方法是通过动点运动轨迹来解题,如一只蚂蚁从点出发,均匀绕扇形的一端一周,蚂蚁爬行的时间为,蚂蚁到点的距离为,计算的函数图象。分析:→的运动过程中,蚂蚁到点的距离随着爬行时间的增加而增加;→的运动过程中,蚂蚁到点的距离几乎不变;→的运动过程中,蚂蚁到点的距离随爬行时间的增大而缩小。用这种思维方式思考问题可以解答很多相似的题,如移动点和点、点组成的的形状面积如何变化?

3   二次函数的动点问题

在中学数学中,二次函数的动点问题难度较大,很多学生在学习过程中遇到颇多困难。通过一个动点,将几何图形与二次函数有机结合,解这类题需要具有严谨的逻辑思维和较强的理解能力[2]。充分把握二次函数的动点知识,既能让已学知识得到有效巩固,还能提高思维能力,提高答题的准确率。数学是一门抽象且复杂的学科,不仅需要学生具有强大的空间、逻辑思维,还要求学生全面提高对数学知识的理解能力及数学计算能力。然而,部分学生并没有很好地掌握该知识点,也不能熟练地运用这个知识点,这就需要教师提高课堂质量,让学生在学习二次函数的动点问题的时候不那么困难。另外,教师的单一教学方式也是问题之一,数学的灵活性很强,很多数学题都有不同的解法,部分教师在上课时不仅缺乏多种方法,还缺乏引导学生去探索另一种解法的鼓励。要想提高学生的数学能力,教师就要进行多元化教学,培养学生的多种解题思维。在学习动点的时候,学生需要努力,教师也需要努力,应该激发学生的积极性,让学生有勇气面对动点难题,提高学习效率。

4   把握运动中的特殊位置

在利用动点求一个值或者一个图形时,学生应该注意动点运动的位置和规律,把运动轨迹连接起来,捕捉图形运动变化所隐藏的静态瞬间,将一般的问题特殊化,寻求动与静的内在关系。在动点问题上,就像探索二次函数的性质一样,为了说明这部分的知识,传统的教法是这样的:首先取5个以上的动点,在练习本上画图象,然后研究二次函数的性质。在新教材中,可调整这里的部分知识,有效地融合几何画板和数学教学,在教室里进行二次函数图象的几何画板授课[3]。

5   动点问题的解题策略与措施

5.1  灵活运用知识点,探索多种解题方法

数学问题的魅力在于其没有一种固定的解题思路,教师在教学中必须改变固有的思考方式,采取多元化的教学方法,明确地反映客观事实,帮助学生迅速、有效地理解其中的知识点。如果一板一眼地上课,学生迟早会感到厌倦。如针对初中函数的常见问题:如何把二次函数的图象移动到的图象的位置?看到问题后可以先作图,然后根据“左加右减”的法则,将向左平移2个单位变成,再根据“上增下减”的法则,将“+2”变为“-3”,必须将整个函数的图象向下平移5个单位。所以,答案是先向左移动2个单位,再往下移动5个单位。通过从不同角度思考问题来锻炼思维。

5.2  联系生活用辅助工具解题

生活中,有很多常见的东西可以让人联想到动点,利用生活中的事物辅助学生答题,能够让学生更加容易理解。对此,教师应在上课前做好充足准备,选用更加生活化的题,在准备教案时考虑学生的特性,使其掌握二次函数动点问题的整体内容。另外,教师也可以在课堂中将数学知识与生活联系,帮助学生更加形象地理解函数。如与几何图形结合,让学生更加直观地看到动点移动的轨迹,更加直观、方便地找出其中的数学规律,从而有效地完成解答。

5.3  引导探究,化复杂为简单

函数本身是很难理解的,在教授二次函数问题时,教师要尽量选择科学、恰当、通俗易懂的授课方式,简单、直观地教授学生。如在教授函数知识时,教师可以先把一条直线上两点之间的距离用代替,把复杂的坐标用数字标出来,方便学生直观理解,然后列举出一些组数值(注意选择简单、有特点的数值),让学生看到函数值的变化。如是二次函数的一般式,是带有二次函数根的表达式。教师可以利用不同的教授方法,引导学生掌握多种多样的思考方法,提高解题能力。

6   动点问题的解法

在初中数学学习中,经常会遇到题目中有这样一句话“加上,沿着某条线运动”,这样的问题叫做“动点问题”。动点问题与一般的几何问题不同,其图形形状会随着动点的运动发生变化。学生在遇到这样的问题时经常在两个地方出问题:一是不知道问题是什么;二是无法理解题目的意思。那么,要怎样避免这样的问题呢?在这里,笔者分享一下关于动点的学习经验。如题:在直角梯形中,、B=90°、=16cm、=6 cm、=24 cm,动点从点开始沿边向点以1 cm/s的速度运动,动点从点开始沿边向点以4 cm/s的速度运动,若、分别从点、同时出发,当其中一点达到端点时,另一点也随之停止运动。设运动时间为秒。

(1)当为何值时,四边形是平行四边形?

(2)四边形有可能是菱形吗?

(3)当为何值时,四边形是直角梯形?

(4)是否存在,使得四边形是等腰梯形?

针对这个例题,按照上述步骤进行尝试。

解析:

(1)点和点为动点,剩下的点为定点。点运动的起点是点,终点是点,方向是从到,速度是1 cm/s;点运动的起点是点,终点是点,方向是从到,速度是4 cm/s。可以看到两个点中,点的速度很快。另外,这里需要特别注意,点从移动到需要16秒,点从移到只需要6秒。条件是“其中一点到达终点后,另一個要点就是停止运动”,所以,题中总共的运动时间最多是6秒。

(2)表示线段。运动时间为时,=、=4、=16-、=24-4、=6、=10。

(3)列方程式。这里利用几何图形本身的性质,找出其中的等量关系,排列公式。

等边:=16-=4=3.2。

菱形:四边相等,===,即=3.2,所以=12.8,但==10,矛盾,故不可能形成

菱形。

直角梯形:根据四边形为矩形,矩形的对边也相等,得==24-4,即=4.8。

等腰梯形:等腰梯形的高度,基于两个三角形的联合。分别过点、做边上的垂线,垂足分别为、

,=-(24-4)=24-16=6。检验结果,发现结果超过了6,去除。所以,不能形成等腰梯形。

综上所述,对于初中数学中的动点问题,教师需要研讨出更多的方法,引领学生主动探索和研究,使学生多接触和了解一些动点题型,积累经验,这样在解题的时候,学生才可能想出更多的解答方法。教师也要多锻炼学生从不同角度、维度思考问题的习惯,提高其举一反三的学习能力,促进其数学学习能力的提高。

【参考文献】

[1]陈韧.初中数学动点问题的解题策略分析[J].课程教育研究,2018(6).

[2]杨道林.初中数学动点问题解析与思路探讨[J].新校园(中旬),2016(5).

[3]张小娟.以“静”制“动”——初中数学中的动点问题分析[J].数理化解题研究,2020(11).

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