注重基本经验,提升思维品质

2024-04-16 20:07张喜峰
教育周报·教研版 2024年8期
关键词:横坐标垂线抛物线

张喜峰

一、原题呈现

二次函数的图象与x轴交于A,B两点,与y轴交于点C,且A(?1,0),B(4,0).

(1)求此二次函数的表达式.

(2)如图1,抛物线的对称轴m与x轴交于点E,CD⊥m,垂足为D,点,动点N在线段DE上运动,连接CF,CN,FN,若以点C,D,N为顶点的三角形与△FEN相似,求点N的坐标.

(3)如图2,点M在抛物线上,且点M的横坐标是1,点P为抛物线上一动点,若∠PMA=45°,求点P的坐标.

分析:这是一道较为典型的二次函数综合题,将三角形知识与二次函数相结合,综合考查学生对于三角形相似的判定和性质,二次函数基本性质的掌握情况,方法比较开放,笔者在此列举(3)的三种常见解法,从不同的角度对此问题进行探究.

  1. (2)解法如下:

解:(1)当x=0时,y=4,∴C(0,4) .设抛物线的表达式为,将点C的坐标代入得:,解得, ∴抛物线的表达式为.

(2)设点N的坐标为则,由于∠CDN与∠FEN对应关系确定,分以下两种情况讨论

① 当△CDN∽△FEN时,即,解得

∴点N的坐标为

(3)② 当△CDN∽△NEF时,即,解得:

∴点N的坐标为

综上所述,点N的坐标为或

二、解法赏析

1 .构造等腰Rt△,利用“三直角”模型

解1:如图3,过A点作AD⊥MP,垂足为D,过D点作x轴的垂线DF,垂足为F,过M点作ME∥x轴,交DF于E,过M点作x轴的垂线MG,垂足为G.

∵∠AMP=45°,AD⊥MP

∴△AMD为等腰Rt△

∴AD=MD

易证△ADF≌△DME ∴ DF=ME,AF=DE

由点M的横坐标是1得M(1,6),∴E点纵坐标也为6即EF=6;

设点D的横坐标为d,又A(?1,0),

则DE=AF=d+1,DF=ME=d-1

又∵DE+DF=EF=6∴d+1+d-1=6 ∴d=3

∴DE=AF=4由△ADF∽△DPF或射影定理可得PF=1

∴P(4,0)

评注:由于45°角的存在,易想到构造等腰Rt△,由A点作垂线,也容易想到.由于构造出的等腰Rt△在平面直角坐标系中是较为“一般”的(没有边坐标轴平行或重合),因此可以通过过直角定点作坐标轴垂线的方法构造“三垂直”模型,结合等腰Rt△的性质,可得一组全等三角形.但此处相等的边只有AD,MD为已知,因此充分利用A,M这两个已知点,发现DEDF的和为定值,即可解决.

此方法中构造等腰Rt△和“三直角”模型的辅助线,学生能想到,但最后一步建立等量关系求出D点坐标,部分学生方法不够简洁,需要优化.

还有过N点作垂直的方法也类似,不做展开,见图3-1

解2:如图4,过A点作AK⊥AM,交抛物线于K,过A点作x轴的垂线LQ,分别过K,M作x轴平行线交LQ于L,Q点.

∵∠AMP=45°,AK⊥AM

∴△AMK为等腰Rt△

∴AM=AK

易证△AML≌△AKQ

∴ KQ=ML,AQ=AL由点M的横坐标是1得M(1,6),

∴L点纵坐标也为6即AL=KQ=6;

又A(?1,0),则ML=2=AQ

∴K(5,?2)

由M,K坐标解得直线MK的表达式为y=?2x+8

∴ P(4,0)

评注:此方法的思路基本与第一种一致,但算法上更為简洁。不同之处在于以A点作为等腰Rt△的直角顶点,此时在构造出的△AML中,三边均为已知,即可解决.

三、题后反思

1. 夯实基本技能,善于发现通法

本文所述题目综合性较强,既体现在命题设计中,在知识点上,综合考查学生对于二次函数基本性质,三角形相似的判定与性质的掌握情况,在思想方法上,考查学生能否在解决第二问之后,将“三垂直”模型进行迁移;本题的综合性还体现于笔者对于审题和解题的感悟之中.合理的审题,迅速挖掘出题中包含的基本图形及特殊角,对于找到解题抓手有很大帮助.以上辅助线的添加,基本图形的构造,离不开有效的审题. 因此,在解题教学中,教师应多让学生阐述解题思路的由来,注重基本策略的积累,并指导学生将题目中的信息与已有的知识有机组合,与已有的模型合理联系,直至解决问题.

2.注重反思归纳,优化解题之术

一题多解,是通过多种解题方法的展示,挖掘方法背后蕴含的基本数学思想、方法,不仅能学生从题海中解脱出来,还有助于培养学生的求简意识和创新能力。因此,解体后的反思,方法的归纳梳理,才是学生能力的增长点,这也对教师的专业素养提出了较高的要求.原题中解法2与解法1相比,优点就在于充分利用了已知线段,简化了计算.

3.积累活动经验,提升思维品质

本题解法3和4,源自学生的课堂生成,看似神来之笔,其实都脱胎于基本图形。因此,无论课堂的设计还是考题的命制,都应该基于学生已有的知识和经验,遵循知识发展逻辑。教师在新授课的教学设计中,要给予学生充分的时间经历观察、实验、猜测、计算、推理、验证等活动过程,获得基本的数学活动经验.在解题教学中,引导学生通过合理审题,激活其已有的知识和经验,是提升学生分析和解决问题能力的重要环节.注重基础、关注技能、突出经验、强化思想也是近年来中考的明显趋势. 一题多解,通过方法的展示,渗透基本思想方法,逐步将学生的思维引向深入,使学生的思维品质得到提升.

在设计新授课时,注重学习过程,让学生掌握基础知识和基本技能,同时经历过程,积累活动经验,是提升思维品质的基础. 在解题教学中,充分给予学生探索和表达的机会,挖掘隐含的基本思想方法,是提升思维品质的途径.

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