抓住问题本质,实现多题通解

沈英



波利亚在《数学的发现》中认为,中学数学教学的首要任务就在于加强解题训练.数学离不开解题,解题的灵魂是数学思想,而数学模型是数学思想的载体.在平时的教学过程中,教师要善于引导学生将所学内容整理归纳出类型和方法,经过加工提炼,得出有指导价值、有典型结构的数学模型.“铅垂高”模型在各地中考试卷上屡屡出现,虽在考查形式上不断创新,但解决问题的途径是相同的.本文主要对这类问题及其变式进行探究归纳,以帮助学生形成常规的解题思路,从而提高分析问题和解决问题的能力.
1利用“铅垂高”解决图形面积问题
解析 因为抛物线的解析式确定,直线CD的解析式确定,从而可以确定C、D两点之间的水平宽,第(2)小问要求△PCD面积的最大值,我们将“铅垂高”PN的长度表示出来,就可以表示出△PCD的面积,再进一步求出面积的最大值.
解析 此题第(2)小問求平行四边形CDEF的面积,可利用“平行四边形是中心对称图形”性质,其对角线将平行四边形分成了面积相等的两部分,求平行四边形CDEF的面积,其实就是求△DCF的面积的2倍,用“铅垂高”模型即可求出△DCF的面积.我们只要找到了问题的本质,利用模型,就能快速地求解此题,这也是模型学习的优势所在.
解析 本题第(2)小问求面积比的最值问题,因为△CDE和△BCE有相同的底边CE,所以面积之比就转化为高之比,由于高DF求解比较复杂,利用“铅垂高”模型,我们将DF“化斜为直”转化为求DH的长,问题将迎刃而解.
解析 四边形DGFE是四个顶点都在变化的图形,由于DG∥EF∥y轴,所以它是一个梯形,梯形的面积就是表示出上下底和高,由于DE=√5,直线CB的解析式可求,又线段DE在线段CB上运动,所以DG与EF之间的距离确定且为2,那么上下两底的长就可以利用“铅垂高”来解决.
2利用“铅垂高”解决点到直线的距离问题
3利用“铅垂高”解决三角形的周长问题
解析 △PMN的周长等于PN+PM+MN,其中PM的可用“铅垂高”来表示,而PN表示点P到直线AD的距离,PN, MN的长度不容易直接求出.从图11中可以发现△PMN∽△DCE,而△DCE是确定的,由△DCE三边之比从而求得出△PMN三边关系,进一步表示出△PMN的周长ι.
运用模型解题能够加深学生的思维深度,抓住问题的本质及共性,找出问题间内在的联系,让学习事半功倍.所以在数学教学过程中,要有效地进行数学模型思想的渗透,让学生充分体会到利用数学模型的思想解决问题的实用性.
哈尔莫斯说:“数学是一种别具匠心的艺术.”如果说数学教师是这门艺术的创造者,那么数学思想方法就是这门艺术的灵魂,学生的创作就是它的血和肉.作为数学教师不但要在课堂教学中经常性地渗透数学模型思想,更重要的是用这种模型思想的方法去拓展学生的解题思维,发展学生的创新意识和应用意识,提升学生的核心素养.
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