活用解题策略方入思维胜境
2014-03-20钱德春
钱德春
中考压轴题往往是初中数学解题的制高点,也是思维的制高点。这种制高点在哪里?“在常规思路无能为力的地方,在需要预测、直觉、估算、转换视角、合情推理等思维方式参与的地方”[1]。那么,如何达到制高点呢?近几年,不少中考数学试题在考查学生解题策略和思维能力方面有所体现。现以泰州市中考数学压轴题为例,谈谈达到数学解题与数学思维制高点的策略.
1退一步,海阔天空
“以退为进”最早见于汉·扬雄《法言·君子》:“昔乎颜渊以退为进,天下鲜俪焉。”意即:以退让的姿态作为进取的手段。“以退为进”作为一种策略,也常用于数学解题思路分析,2012年泰州中考卷第28题就较好地体现了这种策略.
例1已知一次函数y1=kx+b的图像与x轴相交于点A,与反比例函数y2=c1x的图像相交于B(-1,5)、C(512,d)两点。点P(m、n)是一次函数y1=kx+b的图像上的动点.
(1)求k、b的值;(k=-2,b=3,一次函数:y1=-2x+3)
(2)(略);
(3)设m=1-a,如果在两个实数m与n之间(不包括m和n)有且只有一个整数,求实数a的取值范围.
本题第(3)小题为4分,考试平均分仅为0。12分,得分率仅3%。是什么原因导致这样的结果呢?调查发现:大多学生(甚至不少教师)因找不到切入口而无从下手.
将(m,n)代入y1=-2x+3,由m=1-a,可求得n=1+2a。不妨退后一步思考:既然“在两个实数m与n之间(不包括m和n)有且只有一个整数”,至少可以说明m≠n,从而有a≠0,即m≠1、n≠1,则m、n中必有一个大于1,另一个小于1,由此找到了问题解决的突破口.
由题意知:m≠n,从而有a≠0,即m≠1、n≠1.
分两种情况画数轴(如图1),
图1有:0≤m<1,
图4从学生答题看,思维定势也是影响本题有效解决的原因之一。根据题意,问题可以转化为:在二次函数y=-112x2+6的图像上是否存在点Q,使AQ=AB,以A为圆心、AB为半径作圆与抛物线在x轴上方的交点就应该是符合条件的点(见图4中的Q1、Q2两点)。按常规思路,可以设抛物线上点Q坐标为(m,-112m2+6),由AQ=AB得:
(m+23)2+(-112m2+6)2=(43)2,
化简后得m4-20m2+163m=0.
显然,以初中学生现有水平难以求出点Q的坐标,这决非命题者的考查意图。众多中考试题都是这样的问题格式:“是否存在××,使××?如果存在,请求出××;如果不存在,请说明理由。”这里的“求出”是指求出符合要求的所有可能情形,然而例2中的“如果存在,请举例验证你的猜想”,许多学生(包括教师)受大多这类问题呈现方式定势的影响,总是试图求出符合要求的所有点的坐标,进而出现思维障碍。其实,这里的“举例说明”意味着“如果存在”,不论存在多少种情形,只要举一例说明符合要求即可,不必论述“找”的过程。至于从哪里来、怎么得到的,与答题无关.
4缜推演,云帆济海
李白诗言:长风破浪会有时,直挂云帆济沧海。解决问题仅有可行方案还不够,还需要思路上的清晰、算法上的娴熟,需要运算的准确性、逻辑的严谨性和表达的规范性。惟此,才能达到“直挂云帆济沧海”的境界。2011年泰州中考卷第27题就体现了这样的能力要求.
例3已知:二次函数y=x2+bx-3的图像经过点P(-2,5).
(1)求b的值,并写出当1 (2)设点P1(m,y1)、P2(m+1,y2)、P3(m+2,y3)在这个二次函数的图像上. ①当m=4时,y1、y2、y3能否作为同一个三角形三边的长?请说明理由; ②当m取不小于5的任意实数时,y1、y2、y3一定能作为同一个三角形三边的长。请说明理由. 本题实测难度系数为0。46,满分率仅为0。03%,尤其是第(2)题的第②问的得分率极低。学生认为本题比较容易,甚至不少教师也没有洞察出问题所在。那么,问题究竟在哪里呢? (Ⅰ)默认y1、y2、y3为正数而不加以证明。本题第(2)题和第①问中,当m=4时P1、P2、P3三点的纵坐标y1、y2、y3的对应值分别为5、12、21是具体数值,且均为正,因为5+12<21,所以y1、y2、y3不能作为同一个三角形三边的长;而第②问中,当m≥4时,y1、y2、y3的对应量是(m-1)2-4、m2-4和(m+1)2-4是函数图像上3个点的纵坐标,都是含有m的代数式,成为三角形的三边的必要条件是3个含m的多项式的值是正数。问题①既为问题②的解决做了铺垫,客观上也对问题②的突破形成了干扰。这里只要说明当m≥5时,y1=(m-1)2-4>0,y2=m2-4>0,y3=(m+1)2-4>0即可. (Ⅱ)不比较y1、y2、y3的大小而直接证明y1+y2>y3,还有不少学生将y1、y2、y3三种可能的关系y1+y2>y3、y1+y3>y2、y2+y3>y1一一列出,试图通过三个不等式说明,导致说理不清甚至无法解决。“三条线段构成三角形”的充要条件是“其中任意两条线段之和大于第三条线段的长”,只要证明“两条较小线段的和大于最长线段”。显然,利用函数增减性即可证明最大. 因为抛物线开口向上,对称轴为直线x=1, 当x>1时随增大而增大 而m≥5时,点P1(m,y1)、P2(m+1,y2)、P3(m+2,y3)都在对称轴的右侧,所以y1 问题转化为证明“两个较小量的和大于最大的量”,即证明y1+y2>y3. 由于y1+y2-y3 =(m-1)2-4+m2-4-[(m+1)2-4] =m2-4m-4=(m-2)2-8 因为m≥5时,(m-2)2-8≥(5-2)2-8>0,即y1+y2-y3>0,所以y1+y2>y3。 所以,当m取不小于5的任意实数时,y1、y2、y3一定能作为同一个三角形三边的长. 本题考查了二次函数的增减性、数与形之间的关系,重点考查简单的代数推理能力,尤其是考查学生思维的缜密性。不少学生还停留在直觉阶段,并将直觉作为结论予以默认。事实上,从直觉思维到逻辑证明,再到有条理地表述是数学学习能力的飞跃,也是学生继续进行更高层次数学学习的需要,教学时应予以高度重视. 应当说:数学中考压轴题的解题源于数学的知识技能、抽象概括、逻辑推理和一定量的解题的训练,源于数学思想、方法和策略的统摄,更需要数学常识、数学直观、合情推理和数学活动的经验的积累,这就要求在平时的教学中,将三者有机整合,培养学生在数学学习中将相关知识建立联系的能力,在思维受阻时寻求突破的能力,在成功解题后的归纳反思的能力。只有这样,学生的数学学习才能达到思维的胜境。 参考文献 [1]裴光亚。高考数学有效复习的途径——三个“三步曲”[J]。数学通讯,2010(10):43-50。 [2]中华人民共和国教育部。义务教育数学课程标准(2011)[S]。北京:北京师范大学出版社,2011:5。
图4从学生答题看,思维定势也是影响本题有效解决的原因之一。根据题意,问题可以转化为:在二次函数y=-112x2+6的图像上是否存在点Q,使AQ=AB,以A为圆心、AB为半径作圆与抛物线在x轴上方的交点就应该是符合条件的点(见图4中的Q1、Q2两点)。按常规思路,可以设抛物线上点Q坐标为(m,-112m2+6),由AQ=AB得:
(m+23)2+(-112m2+6)2=(43)2,
化简后得m4-20m2+163m=0.
显然,以初中学生现有水平难以求出点Q的坐标,这决非命题者的考查意图。众多中考试题都是这样的问题格式:“是否存在××,使××?如果存在,请求出××;如果不存在,请说明理由。”这里的“求出”是指求出符合要求的所有可能情形,然而例2中的“如果存在,请举例验证你的猜想”,许多学生(包括教师)受大多这类问题呈现方式定势的影响,总是试图求出符合要求的所有点的坐标,进而出现思维障碍。其实,这里的“举例说明”意味着“如果存在”,不论存在多少种情形,只要举一例说明符合要求即可,不必论述“找”的过程。至于从哪里来、怎么得到的,与答题无关.
4缜推演,云帆济海
李白诗言:长风破浪会有时,直挂云帆济沧海。解决问题仅有可行方案还不够,还需要思路上的清晰、算法上的娴熟,需要运算的准确性、逻辑的严谨性和表达的规范性。惟此,才能达到“直挂云帆济沧海”的境界。2011年泰州中考卷第27题就体现了这样的能力要求.
例3已知:二次函数y=x2+bx-3的图像经过点P(-2,5).
(1)求b的值,并写出当1 (2)设点P1(m,y1)、P2(m+1,y2)、P3(m+2,y3)在这个二次函数的图像上. ①当m=4时,y1、y2、y3能否作为同一个三角形三边的长?请说明理由; ②当m取不小于5的任意实数时,y1、y2、y3一定能作为同一个三角形三边的长。请说明理由. 本题实测难度系数为0。46,满分率仅为0。03%,尤其是第(2)题的第②问的得分率极低。学生认为本题比较容易,甚至不少教师也没有洞察出问题所在。那么,问题究竟在哪里呢? (Ⅰ)默认y1、y2、y3为正数而不加以证明。本题第(2)题和第①问中,当m=4时P1、P2、P3三点的纵坐标y1、y2、y3的对应值分别为5、12、21是具体数值,且均为正,因为5+12<21,所以y1、y2、y3不能作为同一个三角形三边的长;而第②问中,当m≥4时,y1、y2、y3的对应量是(m-1)2-4、m2-4和(m+1)2-4是函数图像上3个点的纵坐标,都是含有m的代数式,成为三角形的三边的必要条件是3个含m的多项式的值是正数。问题①既为问题②的解决做了铺垫,客观上也对问题②的突破形成了干扰。这里只要说明当m≥5时,y1=(m-1)2-4>0,y2=m2-4>0,y3=(m+1)2-4>0即可. (Ⅱ)不比较y1、y2、y3的大小而直接证明y1+y2>y3,还有不少学生将y1、y2、y3三种可能的关系y1+y2>y3、y1+y3>y2、y2+y3>y1一一列出,试图通过三个不等式说明,导致说理不清甚至无法解决。“三条线段构成三角形”的充要条件是“其中任意两条线段之和大于第三条线段的长”,只要证明“两条较小线段的和大于最长线段”。显然,利用函数增减性即可证明最大. 因为抛物线开口向上,对称轴为直线x=1, 当x>1时随增大而增大 而m≥5时,点P1(m,y1)、P2(m+1,y2)、P3(m+2,y3)都在对称轴的右侧,所以y1 问题转化为证明“两个较小量的和大于最大的量”,即证明y1+y2>y3. 由于y1+y2-y3 =(m-1)2-4+m2-4-[(m+1)2-4] =m2-4m-4=(m-2)2-8 因为m≥5时,(m-2)2-8≥(5-2)2-8>0,即y1+y2-y3>0,所以y1+y2>y3。 所以,当m取不小于5的任意实数时,y1、y2、y3一定能作为同一个三角形三边的长. 本题考查了二次函数的增减性、数与形之间的关系,重点考查简单的代数推理能力,尤其是考查学生思维的缜密性。不少学生还停留在直觉阶段,并将直觉作为结论予以默认。事实上,从直觉思维到逻辑证明,再到有条理地表述是数学学习能力的飞跃,也是学生继续进行更高层次数学学习的需要,教学时应予以高度重视. 应当说:数学中考压轴题的解题源于数学的知识技能、抽象概括、逻辑推理和一定量的解题的训练,源于数学思想、方法和策略的统摄,更需要数学常识、数学直观、合情推理和数学活动的经验的积累,这就要求在平时的教学中,将三者有机整合,培养学生在数学学习中将相关知识建立联系的能力,在思维受阻时寻求突破的能力,在成功解题后的归纳反思的能力。只有这样,学生的数学学习才能达到思维的胜境。 参考文献 [1]裴光亚。高考数学有效复习的途径——三个“三步曲”[J]。数学通讯,2010(10):43-50。 [2]中华人民共和国教育部。义务教育数学课程标准(2011)[S]。北京:北京师范大学出版社,2011:5。
图4从学生答题看,思维定势也是影响本题有效解决的原因之一。根据题意,问题可以转化为:在二次函数y=-112x2+6的图像上是否存在点Q,使AQ=AB,以A为圆心、AB为半径作圆与抛物线在x轴上方的交点就应该是符合条件的点(见图4中的Q1、Q2两点)。按常规思路,可以设抛物线上点Q坐标为(m,-112m2+6),由AQ=AB得:
(m+23)2+(-112m2+6)2=(43)2,
化简后得m4-20m2+163m=0.
显然,以初中学生现有水平难以求出点Q的坐标,这决非命题者的考查意图。众多中考试题都是这样的问题格式:“是否存在××,使××?如果存在,请求出××;如果不存在,请说明理由。”这里的“求出”是指求出符合要求的所有可能情形,然而例2中的“如果存在,请举例验证你的猜想”,许多学生(包括教师)受大多这类问题呈现方式定势的影响,总是试图求出符合要求的所有点的坐标,进而出现思维障碍。其实,这里的“举例说明”意味着“如果存在”,不论存在多少种情形,只要举一例说明符合要求即可,不必论述“找”的过程。至于从哪里来、怎么得到的,与答题无关.
4缜推演,云帆济海
李白诗言:长风破浪会有时,直挂云帆济沧海。解决问题仅有可行方案还不够,还需要思路上的清晰、算法上的娴熟,需要运算的准确性、逻辑的严谨性和表达的规范性。惟此,才能达到“直挂云帆济沧海”的境界。2011年泰州中考卷第27题就体现了这样的能力要求.
例3已知:二次函数y=x2+bx-3的图像经过点P(-2,5).
(1)求b的值,并写出当1 (2)设点P1(m,y1)、P2(m+1,y2)、P3(m+2,y3)在这个二次函数的图像上. ①当m=4时,y1、y2、y3能否作为同一个三角形三边的长?请说明理由; ②当m取不小于5的任意实数时,y1、y2、y3一定能作为同一个三角形三边的长。请说明理由. 本题实测难度系数为0。46,满分率仅为0。03%,尤其是第(2)题的第②问的得分率极低。学生认为本题比较容易,甚至不少教师也没有洞察出问题所在。那么,问题究竟在哪里呢? (Ⅰ)默认y1、y2、y3为正数而不加以证明。本题第(2)题和第①问中,当m=4时P1、P2、P3三点的纵坐标y1、y2、y3的对应值分别为5、12、21是具体数值,且均为正,因为5+12<21,所以y1、y2、y3不能作为同一个三角形三边的长;而第②问中,当m≥4时,y1、y2、y3的对应量是(m-1)2-4、m2-4和(m+1)2-4是函数图像上3个点的纵坐标,都是含有m的代数式,成为三角形的三边的必要条件是3个含m的多项式的值是正数。问题①既为问题②的解决做了铺垫,客观上也对问题②的突破形成了干扰。这里只要说明当m≥5时,y1=(m-1)2-4>0,y2=m2-4>0,y3=(m+1)2-4>0即可. (Ⅱ)不比较y1、y2、y3的大小而直接证明y1+y2>y3,还有不少学生将y1、y2、y3三种可能的关系y1+y2>y3、y1+y3>y2、y2+y3>y1一一列出,试图通过三个不等式说明,导致说理不清甚至无法解决。“三条线段构成三角形”的充要条件是“其中任意两条线段之和大于第三条线段的长”,只要证明“两条较小线段的和大于最长线段”。显然,利用函数增减性即可证明最大. 因为抛物线开口向上,对称轴为直线x=1, 当x>1时随增大而增大 而m≥5时,点P1(m,y1)、P2(m+1,y2)、P3(m+2,y3)都在对称轴的右侧,所以y1 问题转化为证明“两个较小量的和大于最大的量”,即证明y1+y2>y3. 由于y1+y2-y3 =(m-1)2-4+m2-4-[(m+1)2-4] =m2-4m-4=(m-2)2-8 因为m≥5时,(m-2)2-8≥(5-2)2-8>0,即y1+y2-y3>0,所以y1+y2>y3。 所以,当m取不小于5的任意实数时,y1、y2、y3一定能作为同一个三角形三边的长. 本题考查了二次函数的增减性、数与形之间的关系,重点考查简单的代数推理能力,尤其是考查学生思维的缜密性。不少学生还停留在直觉阶段,并将直觉作为结论予以默认。事实上,从直觉思维到逻辑证明,再到有条理地表述是数学学习能力的飞跃,也是学生继续进行更高层次数学学习的需要,教学时应予以高度重视. 应当说:数学中考压轴题的解题源于数学的知识技能、抽象概括、逻辑推理和一定量的解题的训练,源于数学思想、方法和策略的统摄,更需要数学常识、数学直观、合情推理和数学活动的经验的积累,这就要求在平时的教学中,将三者有机整合,培养学生在数学学习中将相关知识建立联系的能力,在思维受阻时寻求突破的能力,在成功解题后的归纳反思的能力。只有这样,学生的数学学习才能达到思维的胜境。 参考文献 [1]裴光亚。高考数学有效复习的途径——三个“三步曲”[J]。数学通讯,2010(10):43-50。 [2]中华人民共和国教育部。义务教育数学课程标准(2011)[S]。北京:北京师范大学出版社,2011:5。