明辨并列与递进,引导分离和聚焦——2016年江苏苏州中考第28题解析与教学思考

2016-11-24 10:06江苏苏州市第十六中学付小飞
中学数学杂志 2016年14期
关键词:设点抛物线变式

☉江苏苏州市第十六中学 付小飞

明辨并列与递进,引导分离和聚焦——2016年江苏苏州中考第28题解析与教学思考

☉江苏苏州市第十六中学付小飞

一、写在前面

中考把关题不仅承载着区分、选拔的测试功能,还引导着教学导向.比如不少解题、命题研究的文献中提及的重视概念教学、重视数学思想方法等.本文以2016年苏州中考第28题为例,给出思路突破与解后反思,接着从解题教学要注重引导学生明辨综合题的系列小问之间的关系,对于繁杂图形线条问题要引导分离和聚焦图形这两个角度,跟进教学思考,最后提供一个变式改编题,供分享与研讨.

二、考题解析与反思

考题:(2016年江苏苏州中考,第28题)如图1,直线l:y=-3x+3与x轴、y轴分别相交于A、B两点,抛物线y=ax2-2ax+a+4(a<0)经过点B.

图1

(1)求该抛物线的函数表达式.

(2)已知点M是抛物线上的一个动点,并且点M在第一象限内,连接AM、BM.设点M的横坐标为m,△ABM的面积为S.求S与m的函数表达式,并求出S的最大值.

(3)在(2)的条件下,当S取得最大值时,动点M相应的位置记为点M′.

①写出点M′的坐标.

②将直线l绕点A按顺时针方向旋转得到直线l′,当直线l′与直线AM′重合时停止旋转.在旋转过程中,直线l′与线段BM′交于点C.设点B、M′到直线l′的距离分别为d1、d2,当d1+d2最大时,求直线l′旋转的角度(即∠BAC的度数).

1.思路突破

(1)所给的直线解析式是明确的,则易得A、B点的坐标分别为(1,0)、(0,3).根据题意把B点的坐标代入抛物线的解析式中,可得a=-1,则该抛物线线的函数表达式为y=-x2+2x+3.

图2

②首先对待求的设问做“目标解析”,构造图3分析,作BG⊥l′,M′H⊥l′,垂足分别为G、H.

图3

会发现△ABM′的面积已定,这时它的面积还可以由△ABC与△AM′C的面积之和来求,而这两个三角形的面积之和可以是显然,当AC最小时,d1+d2取得最大值,则AC是BM′边上的高!接下来要攻克的是此时∠BAC的度数!

2.解后反思

第一,解题关键是哪一步?

从上面的求解来看,关键的一步出现在(2)中关于△ABM′的面积S的函数表达式,如果能准确获得S关于m的二次函数关系式,则可以利用二次函数顶点公式获得最大值,而这对后续(3)也起到奠基作用.由于(2)的基础性和奠基作用,我们应该对解(2)的其他思路展开探求.

第二,还可以怎样求解?

图4

此外,如果从直线与抛物线相切的视角来看,还可以把直线l向右平移(或者向上平移),当平移后的直线l与抛物线相切时,切点就是所求的M′!

第三,(3)的深层结构是什么?

作为全卷最后一题的最后一问,它的设问已转向另一个问题,基本与原抛物线无关了,不妨分离图形(如图5).

揭开问题设计的层层包装(如直线旋转、两条垂线段之和等)之后,问题的本质就是当AC⊥BM′时,分析△ABC的形状,直至发现这是一个等腰直角三角形,问题获得解决.

图5

三、教学思考

1.引导学生辨别并列式与递进式设问

由于本题的(3)明确说明“在(2)的条件下”,所以在综合题解题教学指导时,需要引导学生明辨并列式与递进式问题,如果没有“在(2)的条件下”这样的表述,则各个小问只是从属于题干,而各个小问之间没有直接关系,严禁混用强化条件,但是并列式小问之间的解法思想却往往是有内在启发或暗示的.

2.促进学生分离图形、聚焦图形的意识

当问题的条件、图形中线条较为繁杂时,如果不能及时解读条件、排除干扰,学会分离、聚焦图形,则解题思路往往不顺畅,推理、演算常常缺少明确的路径选择,这是解题教学时要重视的方向.根据教学经验,不少解题能力偏弱的学生,往往就是在繁杂信息(符号信息多,图形线段多)干扰下,难以精准解读、有效捕捉,而偏离解题方向,这也说明解题教学时除了要教解题、引导分离图形和聚焦图形,还要在成功解题后,反思为什么这样分离图形和聚焦图形,通过解题反思、自觉分析提高解题能力.

3.解题教学后安排变式再练

很多同行都有体会,解题教学(特别是较难的综合题)之后,学生听懂了,但不一定能独立解答,即使独立解出来后,也不一定能条理分明地讲出来,这也就是说“听懂、会做、能讲”这一系列中,能讲才是最高层次.此外,为了追求较好的解题教学效果,笔者近年来开展了听课后变式再练的检测环节,不仅促进学生认真听课,而且切实反馈了教学效果.作为必要实践展示,本文结束之前,我们也对本考题讲评之后预设如下的变式检测,供研讨.

变式题:如图1,平面直角坐标系xOy中,直线l:y= -3x+3与x轴、y轴分别相交于A、B两点,点M是抛物线y= -x2+2x+3上一个动点,且点M在第一象限内,连接AM、BM.设点M的横坐标为m,△ABM的面积为S.

(1)当m=1时,求S的值;

(2)当S取得最大值时,求点M的坐标;

(3)在(2)的条件下,若过点A的直线l′交线段BM于点C,设点B、M′到直线l′的距离分别为d1、d2,当d1+d2都取得最大值时,求∠BAC的度数.

1.罗增儒.数学解题学引论[M].西安:陕西师范大学出版社,2008.

2.【美】波利亚.怎样解题[M].阎育苏,译.北京:科学出版社,1982.

3.邓东皋,孙小礼,张祖贵,编.数学与文化[M].北京:北京大学出版社,1999.Z

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