例谈格点问题的解题策略
2018-01-01周卫国
周卫国
摘 要:寻求“格点”问题解法的关键是抓住题目关键词,挖掘出题目所含条件的作用,把非格点转化为格点问题处理,合理利用题目已知条件,多种知识处理问题。这也是解决数学问题基本方法。
关键词:抓住题目关键词;化归思想;合理处理已知条件
中图分类号:G633.63 文献标识码:A 文章编号:1992-7711(2018)20-068-2
“格点”问题是初中数学中一类重要题型,很多数学问题都可利用格点问题出现。近几年中考中,常常出现以“格点”为背景的数学问题,但学生对格点问题往往掌握的不好,得分率不高。如何利用“格点”,并在这类问题中,理清头绪,解决问题,这需要教师教学时提炼解题策略,引导学生学会分析问题,利用“格点”解决问题。下面本文从三个方面来谈谈“格点”问题的解题策略:
策略一、寻找问题突破口,抓住题目关键词
例1 (2017泰州)如图,在平面直角坐标系xOy中,点A、B、P的坐标分别为(1,0),(2,5),(4,2)。若点C在第一象限内,且横坐标、纵坐标均为整数,P是△ABC的外心,则点C的坐标为 。
[解题过程] 本题的关键词:外心。外心是三角形外接圆的圆心,外心是三角形三条中垂线的交点。本题的解决应充分利用外心的性质:点P在线段AB的中垂线上。解决方法:以点P为圆心,AP长为半径画圆,圆P在第一象限内的格点即为所求點C,答案为:(1,4)(6,5)(7,4)。
[解后反思] 本题的解题策略在于如何用好“外心”,而点C的横坐标、纵坐标均为整数即为“格点”。可学生在解答时,往往缺乏分析思路,分析不了外心的作用,同时学生即使会分析也会出现漏解的情况。因此,培养学生分析问题的能力,比解决一道题目更重要:如何用好外心是解决本题的关键。
【变式练习】
(17盐城)如图,在边长为1的小正方形网格中,将△ABC绕某点旋转到△A′B′C′的位置,则点B运动的最短路径长为 。
略解:在本题的教学中,重点理解好旋转的性质:对应点的连线的中垂线的交点即为旋转中心O,点B运动的最短路径为以点O为旋转中心,OB为半径,逆时针旋转90°,lBB′=90π13180=13π2。
反思:本题的解题策略在于旋转前后的图形有何联系。由旋转前后两个图形,寻找旋转中心,只要找两组对应点连线的中垂线交点即可。利用格线,构造中垂线a,b,交点即为旋转中心。教学时,只要紧紧抓住旋转中心进行教学即可。
策略二、化归思想,把非格点角度转化为“格点”角度
例2 如图,在2×6的网格中,AD与BC相交于点E,则sin∠DEC=( )
A.12 B.22 C.32 D.2/3
师:要求sin∠DEC,你们有什么方法吗?
生1:转化,把∠DEC转化到“格点角”去,即(如图)连接AF,过A作AG⊥AD交AD于点G,则∠DEC=∠GAF,利用面积公式算出FG=102,且AF=5,由此可得sin∠DEC=22,答案选B;
生2:还有另一种转化方法:过点C作AD的平行线,交格点于F,连接BF,则∠DEC=∠BCF,易证△BCF为直角三角形,则sin∠DEC=22,答案选B。
师:很好,两位同学的方法有异曲同工之妙,都把一个“非格点角”转化为“格点角”,并把它们摆在一个直角三角形中,从而利用三角函数解决问题。这都体现了数学中的“化归思想”,你们的思维很有创造性。
点评:在本题的解答中,解题策略是如何转化“非格点角”,在分析这道问题时,老师要利用题目的已知条件,所求角度的正弦值方法有两种:要么构造直角三角形,求解三角函数值,在本题中显然不可行,因为∠DEC不在格点上,构造了直角三角形也无法计算边长;要么转化角度,把∠DEC转化为“格点角”,再构造直角三角形,求解∠DEC的正弦值。有了这一解题策略,整个问题也就不难处理了。
策略三、合理处理题目条件,用多个知识结合解决问题
例3 在如图所示的正方形方格纸中,每个小四边形都是相同的正方形,A、B、C、D都是格点,AB与CD相交于M,则AM∶BM=______ 。
师:本题有一定的难度,请大家认真思考后解决问题?
(学生埋头解答,教师教室巡视)
生1:老师,可用相似解决问题:先在图中X型相似中,利用AMBN=ANBC;再利用A型相似,NECF=DEDF=13,从而可得ANBC=512,∴AM∶BM=5∶12。
生2:老师,我还有一种方法:建系法,即建立平面直角坐标系,通过求直线交点的方法求解。解法如下:
建立如图所示平面直角坐标系,点A(0,2),点B(5,0),点C(1,0),点D(2,3)。直线AB:y=-25x+2,直线CD:y=3x-3,联立方程:y=-25x+2y=3x-3,解得点M(1725,2417),利用相似三角形对应高的比等于相似比求得AM∶BM=5∶12。
师:两位同学的解法,非常具有想象力,我们对这两位同学的解法表示祝贺(教室里响起热烈的掌声)。
点评:本题有一定的难度,难点有两个:第一点M非“格点”,第二AM∶BM如何求。在破解第一个难点时,这道题目不需转化,它与本文的例2解法有着本质区别。第二个难点为转化AM∶BM,如何转化有两种思路:方法一利用两次相似求解;方法二构造平面直角坐标系,转化为直线解析式求解。这也是解好此类问题的解题策略:当所求结果无法转化时,可合理利用多个数学知识处理问题。
“格点”问题是初中数学的一种重要题型,要解好这类问题,需要在平时教学中加强此类题目的训练,在训练中提升学生能力,在解题中找到解决问题的方法。同时教师在教学中,应注意收集问题,把问题分类并总结。只有这样,才能真正让学生举一反三,只有掌握了方法,才真正把握了解决问题的“钥匙”。