借题发挥 培养能力

2014-06-19 18:54陈慧
未来英才 2014年5期
关键词:动点轴对称抛物线

陈慧

摘要:课堂教学中所讲的课本教材中的例题、习题不能简单的懂了就翻过去,而应该吃透、举一反三。本文谈谈借题发挥,培养学生的解题能力。

关键字:借题发挥;举一反三;培养能力

在初中数学教学中离不开例题、习题,而课本中举出的例题、习题都具有最典型的题目性质,所蕴含的教学内容也是非常丰富的,许多考试卷中的题目都是课本例题的演化、迁移的类型题;因此吃透课本教学中的类型题是很有必要的。

原题(苏科版八年级上册第38页习题9)

如图,点A、B在直线m的同侧,点是点B'关于m的对称点,AB'交m于点P

(1)AB'与AP+PB相等吗?为什么?

(2)在m上再取一点Q,并连接AQ与QB,比较AQ+QB与AP+PB的大小,并说明理由

根据这题我们可以得出结论:

如果两个点在一条直线的同一侧,对其中一个点做轴对称变换,把同侧点转化为异侧点,利用“两点之间线段最短”可以在已知直线上寻找到与同侧两点距离之和最短的点。

抽出数学模型:

已知直线m和直线m同侧两点A、B,在直线m上作一点M使AM+BM最小。

一、根据结论,直接应用

例1 如图:A、B两个小集镇在河流CD的同侧,分别到河的距离为AC=10千米,BD=30千米,且CD=30千米,现在要在河边建一自来水厂,分别向A、B两镇供水,铺设水管的费用为每千米3万,请你在河流CD上选择水厂的位置M,使铺

设水管的费用最节省,并求出总费用是多少?

分析:此题就是习题问题中的数学背景和模型,学生很容易找出M点的位置。再结合所学习的勾股定理很容易求出AM+BM的最小值,进一步求出总费用。

(通过对问题模型的直接练习,可以进一步加深学生对所学数学模型的理解。)

二、变换背景,灵活运用

题目的变换是多种多样的,一个类型题目我们要快速找出问题、分析问题、解决问题。

如,例2如图:在正方形ABCD中,AB=2,P是对角线AC上任意一点,若M是边AB的中点,求PM+PB的最小值。

分析:B、M是定点,且在定直线AC的同侧,P为定直线上的动点,完全符合习题中的数学模型。

由正方型的对称性可知,作B点关于AC的对称点必为点D,连结DM与AC的交点,就是所要找到的点P,此时PM+PB=PM+PD=DM,在直角△ADMZH中根据勾股定理易求PM+PB=DM=

变式:(四川、达州卷)在边长为2cm的正方形ABCD中,Q为BC边的中点,P为对角线AC上一动点,连接PB、PQ,则△PBQ周长的最小值为_________。

分析:B、Q在直线AC同侧,动点P只能在AC上运动,△BPQ中,B、Q为定点,故BQ长不变,要使△PBQ周长最小,应使动点P到两定点B、Q之和PB+PQ最小,由例2可知,PB+PQ最小值为 ,则△BPQ的周长最小值为 +1.

例3(湖北、孝感卷)在平面直角坐标系中,有A(3,-2),B(4,2)两点,现另取一点C(1,n),当n=____时,AC+BC的值最小。

分析:较之前面的问题,此题中“数学模型”较为隐蔽,对模型的识别主要靠问题本身。点C(1、n)是定直线l: X=1上的动点,而A,B是定点,且在定直线l的同侧,作点A(3,-2)关于定直线l的对称点A′(-1,-2),过A′B的直线y=0.8x—1.2与定直线l的交点即为所求的点,令x=1,可得n=-0.4.

三、拓展延伸,综合应用

通过对一道习题的应用、变化和延伸,这对提高学生的数学素养,发展学生的学习能力起到事半功倍的作用,同时也培养了学生综合运用知识的能力。

例4(浙江,衢州卷)如图,已知点A(-4,8)和点B(2,n)在抛物线上y=ax2.

(1)求a的值及点B关于x轴对称点P的坐标,并在x轴上找一点Q,使得AQ+QB最短,求出点Q的坐标;

(2)平移抛物线,记平移后点A的对应点为A′,点B的对应点为B′,点C(-2,0)和点D(-4,0)是x轴上的两个定点.

①当抛物线向左平移到某个位置时,A′C+CB′最短,求此时抛物线的函数解析式;

②当抛物线向左或向右平移时,是否存在某个位置,使四边形A′B′CD的周长最短?若存在,求出此时抛物线的函数解析式;若不存在,请说明理由.

分析:第(1)小题完全具备习题中的数学模型,学生只要求出AP与X轴的交点坐标即为点O的坐标.

第(2)小题①:设将抛物线y=/12x2向左平移m个单位,则平移后A′,B′的坐标分别为A′(-4-m,8)和B′(2-m,2),点A′关于x轴对称点的坐标为A′′(-4-m,-8).直线A′′B′的解析式为y=/53x+/53m-/43.要使A′C+CB′最短,点C应在直线A′′B′上,将点C(-2,0)代入直线A′′B′的解析式,解得m=14/5.故将抛物线y=/12x2向左平移14/5个单位时A′C+CB′最短,此时抛物线的函数解析式为y=/12(x+14/5). ②左右平移抛物线

y=/12x2,

因为线段A′B′和CD的长是定值,所以要使四边形A′B′CD的周长最短,只要使A′D+CB′最短;

第1种情况:如果将抛物线向右平移,显然有A′D+CB′>AD+CB,因此不存在某个位置,使四边形A′B′CD的周长最短.

第2种情况:设抛物线向左平移了b个单位,则点A′和点B′的坐标分别为A′(-4-b,8)和B′(2-b,2)。因为CD=2,因此将点B'向左平移2个单位得B''(-b,2),要使A'D+CB'最短,只要使A'D+DB''最短.点A'关于x轴对称点的坐标为A''(-4-b,-8),直线A''B''的解析式为

要使A'D+DB''最短,点D应在直线A''B''上,将点D(-4,0)代入直线A''B''的解析式,解得 .故将抛物线向左平移时,存在某个位置,使四边形A'B'CD的周长最短,此时抛物线的函数解析式为

对于第(2)小题中的问题①学生严格按照习题中的数学模型来解答,思路清晰。对于第(2)小题中的问题②通过简单的动静转化,巧妙地创造了应用习题模型的条件,通过对数学模型的深层次挖掘,学生自觉学会分析问题结构,开拓模型应用思路的意识和创新能力。

摘要:课堂教学中所讲的课本教材中的例题、习题不能简单的懂了就翻过去,而应该吃透、举一反三。本文谈谈借题发挥,培养学生的解题能力。

关键字:借题发挥;举一反三;培养能力

在初中数学教学中离不开例题、习题,而课本中举出的例题、习题都具有最典型的题目性质,所蕴含的教学内容也是非常丰富的,许多考试卷中的题目都是课本例题的演化、迁移的类型题;因此吃透课本教学中的类型题是很有必要的。

原题(苏科版八年级上册第38页习题9)

如图,点A、B在直线m的同侧,点是点B'关于m的对称点,AB'交m于点P

(1)AB'与AP+PB相等吗?为什么?

(2)在m上再取一点Q,并连接AQ与QB,比较AQ+QB与AP+PB的大小,并说明理由

根据这题我们可以得出结论:

如果两个点在一条直线的同一侧,对其中一个点做轴对称变换,把同侧点转化为异侧点,利用“两点之间线段最短”可以在已知直线上寻找到与同侧两点距离之和最短的点。

抽出数学模型:

已知直线m和直线m同侧两点A、B,在直线m上作一点M使AM+BM最小。

一、根据结论,直接应用

例1 如图:A、B两个小集镇在河流CD的同侧,分别到河的距离为AC=10千米,BD=30千米,且CD=30千米,现在要在河边建一自来水厂,分别向A、B两镇供水,铺设水管的费用为每千米3万,请你在河流CD上选择水厂的位置M,使铺

设水管的费用最节省,并求出总费用是多少?

分析:此题就是习题问题中的数学背景和模型,学生很容易找出M点的位置。再结合所学习的勾股定理很容易求出AM+BM的最小值,进一步求出总费用。

(通过对问题模型的直接练习,可以进一步加深学生对所学数学模型的理解。)

二、变换背景,灵活运用

题目的变换是多种多样的,一个类型题目我们要快速找出问题、分析问题、解决问题。

如,例2如图:在正方形ABCD中,AB=2,P是对角线AC上任意一点,若M是边AB的中点,求PM+PB的最小值。

分析:B、M是定点,且在定直线AC的同侧,P为定直线上的动点,完全符合习题中的数学模型。

由正方型的对称性可知,作B点关于AC的对称点必为点D,连结DM与AC的交点,就是所要找到的点P,此时PM+PB=PM+PD=DM,在直角△ADMZH中根据勾股定理易求PM+PB=DM=

变式:(四川、达州卷)在边长为2cm的正方形ABCD中,Q为BC边的中点,P为对角线AC上一动点,连接PB、PQ,则△PBQ周长的最小值为_________。

分析:B、Q在直线AC同侧,动点P只能在AC上运动,△BPQ中,B、Q为定点,故BQ长不变,要使△PBQ周长最小,应使动点P到两定点B、Q之和PB+PQ最小,由例2可知,PB+PQ最小值为 ,则△BPQ的周长最小值为 +1.

例3(湖北、孝感卷)在平面直角坐标系中,有A(3,-2),B(4,2)两点,现另取一点C(1,n),当n=____时,AC+BC的值最小。

分析:较之前面的问题,此题中“数学模型”较为隐蔽,对模型的识别主要靠问题本身。点C(1、n)是定直线l: X=1上的动点,而A,B是定点,且在定直线l的同侧,作点A(3,-2)关于定直线l的对称点A′(-1,-2),过A′B的直线y=0.8x—1.2与定直线l的交点即为所求的点,令x=1,可得n=-0.4.

三、拓展延伸,综合应用

通过对一道习题的应用、变化和延伸,这对提高学生的数学素养,发展学生的学习能力起到事半功倍的作用,同时也培养了学生综合运用知识的能力。

例4(浙江,衢州卷)如图,已知点A(-4,8)和点B(2,n)在抛物线上y=ax2.

(1)求a的值及点B关于x轴对称点P的坐标,并在x轴上找一点Q,使得AQ+QB最短,求出点Q的坐标;

(2)平移抛物线,记平移后点A的对应点为A′,点B的对应点为B′,点C(-2,0)和点D(-4,0)是x轴上的两个定点.

①当抛物线向左平移到某个位置时,A′C+CB′最短,求此时抛物线的函数解析式;

②当抛物线向左或向右平移时,是否存在某个位置,使四边形A′B′CD的周长最短?若存在,求出此时抛物线的函数解析式;若不存在,请说明理由.

分析:第(1)小题完全具备习题中的数学模型,学生只要求出AP与X轴的交点坐标即为点O的坐标.

第(2)小题①:设将抛物线y=/12x2向左平移m个单位,则平移后A′,B′的坐标分别为A′(-4-m,8)和B′(2-m,2),点A′关于x轴对称点的坐标为A′′(-4-m,-8).直线A′′B′的解析式为y=/53x+/53m-/43.要使A′C+CB′最短,点C应在直线A′′B′上,将点C(-2,0)代入直线A′′B′的解析式,解得m=14/5.故将抛物线y=/12x2向左平移14/5个单位时A′C+CB′最短,此时抛物线的函数解析式为y=/12(x+14/5). ②左右平移抛物线

y=/12x2,

因为线段A′B′和CD的长是定值,所以要使四边形A′B′CD的周长最短,只要使A′D+CB′最短;

第1种情况:如果将抛物线向右平移,显然有A′D+CB′>AD+CB,因此不存在某个位置,使四边形A′B′CD的周长最短.

第2种情况:设抛物线向左平移了b个单位,则点A′和点B′的坐标分别为A′(-4-b,8)和B′(2-b,2)。因为CD=2,因此将点B'向左平移2个单位得B''(-b,2),要使A'D+CB'最短,只要使A'D+DB''最短.点A'关于x轴对称点的坐标为A''(-4-b,-8),直线A''B''的解析式为

要使A'D+DB''最短,点D应在直线A''B''上,将点D(-4,0)代入直线A''B''的解析式,解得 .故将抛物线向左平移时,存在某个位置,使四边形A'B'CD的周长最短,此时抛物线的函数解析式为

对于第(2)小题中的问题①学生严格按照习题中的数学模型来解答,思路清晰。对于第(2)小题中的问题②通过简单的动静转化,巧妙地创造了应用习题模型的条件,通过对数学模型的深层次挖掘,学生自觉学会分析问题结构,开拓模型应用思路的意识和创新能力。

摘要:课堂教学中所讲的课本教材中的例题、习题不能简单的懂了就翻过去,而应该吃透、举一反三。本文谈谈借题发挥,培养学生的解题能力。

关键字:借题发挥;举一反三;培养能力

在初中数学教学中离不开例题、习题,而课本中举出的例题、习题都具有最典型的题目性质,所蕴含的教学内容也是非常丰富的,许多考试卷中的题目都是课本例题的演化、迁移的类型题;因此吃透课本教学中的类型题是很有必要的。

原题(苏科版八年级上册第38页习题9)

如图,点A、B在直线m的同侧,点是点B'关于m的对称点,AB'交m于点P

(1)AB'与AP+PB相等吗?为什么?

(2)在m上再取一点Q,并连接AQ与QB,比较AQ+QB与AP+PB的大小,并说明理由

根据这题我们可以得出结论:

如果两个点在一条直线的同一侧,对其中一个点做轴对称变换,把同侧点转化为异侧点,利用“两点之间线段最短”可以在已知直线上寻找到与同侧两点距离之和最短的点。

抽出数学模型:

已知直线m和直线m同侧两点A、B,在直线m上作一点M使AM+BM最小。

一、根据结论,直接应用

例1 如图:A、B两个小集镇在河流CD的同侧,分别到河的距离为AC=10千米,BD=30千米,且CD=30千米,现在要在河边建一自来水厂,分别向A、B两镇供水,铺设水管的费用为每千米3万,请你在河流CD上选择水厂的位置M,使铺

设水管的费用最节省,并求出总费用是多少?

分析:此题就是习题问题中的数学背景和模型,学生很容易找出M点的位置。再结合所学习的勾股定理很容易求出AM+BM的最小值,进一步求出总费用。

(通过对问题模型的直接练习,可以进一步加深学生对所学数学模型的理解。)

二、变换背景,灵活运用

题目的变换是多种多样的,一个类型题目我们要快速找出问题、分析问题、解决问题。

如,例2如图:在正方形ABCD中,AB=2,P是对角线AC上任意一点,若M是边AB的中点,求PM+PB的最小值。

分析:B、M是定点,且在定直线AC的同侧,P为定直线上的动点,完全符合习题中的数学模型。

由正方型的对称性可知,作B点关于AC的对称点必为点D,连结DM与AC的交点,就是所要找到的点P,此时PM+PB=PM+PD=DM,在直角△ADMZH中根据勾股定理易求PM+PB=DM=

变式:(四川、达州卷)在边长为2cm的正方形ABCD中,Q为BC边的中点,P为对角线AC上一动点,连接PB、PQ,则△PBQ周长的最小值为_________。

分析:B、Q在直线AC同侧,动点P只能在AC上运动,△BPQ中,B、Q为定点,故BQ长不变,要使△PBQ周长最小,应使动点P到两定点B、Q之和PB+PQ最小,由例2可知,PB+PQ最小值为 ,则△BPQ的周长最小值为 +1.

例3(湖北、孝感卷)在平面直角坐标系中,有A(3,-2),B(4,2)两点,现另取一点C(1,n),当n=____时,AC+BC的值最小。

分析:较之前面的问题,此题中“数学模型”较为隐蔽,对模型的识别主要靠问题本身。点C(1、n)是定直线l: X=1上的动点,而A,B是定点,且在定直线l的同侧,作点A(3,-2)关于定直线l的对称点A′(-1,-2),过A′B的直线y=0.8x—1.2与定直线l的交点即为所求的点,令x=1,可得n=-0.4.

三、拓展延伸,综合应用

通过对一道习题的应用、变化和延伸,这对提高学生的数学素养,发展学生的学习能力起到事半功倍的作用,同时也培养了学生综合运用知识的能力。

例4(浙江,衢州卷)如图,已知点A(-4,8)和点B(2,n)在抛物线上y=ax2.

(1)求a的值及点B关于x轴对称点P的坐标,并在x轴上找一点Q,使得AQ+QB最短,求出点Q的坐标;

(2)平移抛物线,记平移后点A的对应点为A′,点B的对应点为B′,点C(-2,0)和点D(-4,0)是x轴上的两个定点.

①当抛物线向左平移到某个位置时,A′C+CB′最短,求此时抛物线的函数解析式;

②当抛物线向左或向右平移时,是否存在某个位置,使四边形A′B′CD的周长最短?若存在,求出此时抛物线的函数解析式;若不存在,请说明理由.

分析:第(1)小题完全具备习题中的数学模型,学生只要求出AP与X轴的交点坐标即为点O的坐标.

第(2)小题①:设将抛物线y=/12x2向左平移m个单位,则平移后A′,B′的坐标分别为A′(-4-m,8)和B′(2-m,2),点A′关于x轴对称点的坐标为A′′(-4-m,-8).直线A′′B′的解析式为y=/53x+/53m-/43.要使A′C+CB′最短,点C应在直线A′′B′上,将点C(-2,0)代入直线A′′B′的解析式,解得m=14/5.故将抛物线y=/12x2向左平移14/5个单位时A′C+CB′最短,此时抛物线的函数解析式为y=/12(x+14/5). ②左右平移抛物线

y=/12x2,

因为线段A′B′和CD的长是定值,所以要使四边形A′B′CD的周长最短,只要使A′D+CB′最短;

第1种情况:如果将抛物线向右平移,显然有A′D+CB′>AD+CB,因此不存在某个位置,使四边形A′B′CD的周长最短.

第2种情况:设抛物线向左平移了b个单位,则点A′和点B′的坐标分别为A′(-4-b,8)和B′(2-b,2)。因为CD=2,因此将点B'向左平移2个单位得B''(-b,2),要使A'D+CB'最短,只要使A'D+DB''最短.点A'关于x轴对称点的坐标为A''(-4-b,-8),直线A''B''的解析式为

要使A'D+DB''最短,点D应在直线A''B''上,将点D(-4,0)代入直线A''B''的解析式,解得 .故将抛物线向左平移时,存在某个位置,使四边形A'B'CD的周长最短,此时抛物线的函数解析式为

对于第(2)小题中的问题①学生严格按照习题中的数学模型来解答,思路清晰。对于第(2)小题中的问题②通过简单的动静转化,巧妙地创造了应用习题模型的条件,通过对数学模型的深层次挖掘,学生自觉学会分析问题结构,开拓模型应用思路的意识和创新能力。

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