李霞
[摘? 要] 某位數(shù)學(xué)大師語(yǔ),“不善于歸納總結(jié)的課堂是‘形散且神散的課堂,善于歸納總結(jié)的數(shù)學(xué)課堂是‘雖形散,但神不散的課堂”. 由此可見(jiàn),一堂好的數(shù)學(xué)課缺少不了在老師的引導(dǎo)下,由學(xué)生進(jìn)行知識(shí)和思想方法的總結(jié). 只有這樣的數(shù)學(xué)課堂才是有深度、有潛力的課堂.
[關(guān)鍵詞] 歸納總結(jié);落實(shí)雙基;坐標(biāo)求法
“在平面直角坐標(biāo)系中,探求符合一定條件點(diǎn)的坐標(biāo)”這一知識(shí)方法既是初中階段研究函數(shù)的基礎(chǔ),也是高中階段研究解析幾何的必備知識(shí),更是“數(shù)形結(jié)合”數(shù)學(xué)思想運(yùn)用的典范. 然而,眾多學(xué)生面對(duì)那些立意新、既重“雙基”又重能力的求點(diǎn)的坐標(biāo)問(wèn)題,卻往往力不從心. 這是因?yàn)椋麄兪栌趯?duì)基本知識(shí)和基本方法的總結(jié)與反思. 筆者試結(jié)合典型題目,歸納總結(jié)出求符合一定條件點(diǎn)的坐標(biāo)的具體方法,以期達(dá)到“既見(jiàn)樹(shù)木,也見(jiàn)森林”的目的,更希冀于初三專(zhuān)題復(fù)習(xí)時(shí),對(duì)師生有所啟發(fā)和幫助. 若有不當(dāng),敬請(qǐng)批評(píng)指正.
一、 借助網(wǎng)格,直觀求解
例題1:如圖1,A點(diǎn)坐標(biāo)為(3,2),將線段OA繞原點(diǎn)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)90°得到對(duì)應(yīng)線段OA′,則點(diǎn)A′的坐標(biāo)為_(kāi)______.
分析:線段OA繞原點(diǎn)O逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)90°,相當(dāng)于“3×2的矩形OBAC”繞原點(diǎn)O逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)90°到“2×3的矩形OB′A′C′”. 因此,點(diǎn)A的對(duì)應(yīng)點(diǎn)A′坐標(biāo)易得為A′(-2,3).
二、回歸定義——距離+符號(hào)
1. 從坐標(biāo)的定義可推出:求一點(diǎn)P的坐標(biāo)就是先求出點(diǎn)P到y(tǒng)軸、x軸的距離,這兩個(gè)距離分別作為點(diǎn)P橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)的絕對(duì)值,最后再根據(jù)點(diǎn)所在象限的符號(hào)規(guī)律求出點(diǎn)P的坐標(biāo).
2. 反過(guò)來(lái),若點(diǎn)P的坐標(biāo)為(x,y),則點(diǎn)P到x軸、y軸的距離分別為y,x.
例題2:若例題1隱去網(wǎng)格背景,那如何求點(diǎn)A′的坐標(biāo)呢?
分析:如圖2,分別過(guò)A、A′作AB⊥x軸,A′C⊥x軸. 因?yàn)锳(3,2),所以AB=2,OB=3. 易證△ABO≌△OCA′. 所以O(shè)C=AB=2,A′C=OB=3. 又因?yàn)辄c(diǎn)A′在第二象限,所以A′(-2,3).
例題3:如圖3,矩形OABC的一個(gè)頂點(diǎn)在坐標(biāo)原點(diǎn),另兩個(gè)頂點(diǎn)A、C分別在y軸與x軸上,OB是矩形的一條對(duì)角線,已知OA=5 cm,OB=13 cm,動(dòng)點(diǎn)M從點(diǎn)A開(kāi)始,以1 cm/s的速度向終點(diǎn)O運(yùn)動(dòng),點(diǎn)N從點(diǎn)O開(kāi)始,以2 cm/s的速度向終點(diǎn)C運(yùn)動(dòng). 當(dāng)其中一點(diǎn)到達(dá)終點(diǎn)時(shí),另一點(diǎn)便停止運(yùn)動(dòng). 設(shè)運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t(s),過(guò)N作OC的垂線,交OB于P,連結(jié)MP.
(1)用含t的代數(shù)式表示P點(diǎn)的坐標(biāo);
(2)略;
(3)略.
分析:因?yàn)镺N=2t,所以P點(diǎn)的橫坐標(biāo)為2t. 欲求P點(diǎn)的縱坐標(biāo),只需求PN的長(zhǎng)度. 易知△ONP∽△OCB且OC=12 cm. 所以 = ,所以PN= ,所以P2t, .
【反思】 定義法(距離+符號(hào))是最為基本也最為靈活的方法. 它涉及求線段、求角度等一些重要知識(shí)和方法,幾乎涵蓋了初中階段所有有關(guān)度量計(jì)算的數(shù)學(xué)知識(shí)、數(shù)學(xué)方法和數(shù)學(xué)思想,因此,掌握定義法求點(diǎn)的坐標(biāo)是何等的重要. 另外,運(yùn)用此法常需過(guò)“已知點(diǎn)”和“所求點(diǎn)”向坐標(biāo)軸引垂線,以便構(gòu)建點(diǎn)坐標(biāo)定義的基本幾何圖形.
三、運(yùn)用函數(shù)解析式
1. 若點(diǎn)P(a,b)在函數(shù)y=f(x)圖像上,則P點(diǎn)坐標(biāo)滿足函數(shù)解析式,即有f(a)=b.
2. 若點(diǎn)P是函數(shù)y=f(x),y=g(x)兩圖像的交點(diǎn),則點(diǎn)P的坐標(biāo)是方程組y=f(x),y=g(x)的一組解.
例題4:對(duì)于例題3除了利用定義法,還有其他方法嗎?
分析:已知點(diǎn)P橫坐標(biāo)為2t,只需求出直線OB的解析式即可. 易求直線OB解析式為y= x,將x=2t代入,得y= ,所以P2t, .
例題5:如圖4,直線y=x-2與雙曲線y= 交于兩點(diǎn)A、B,求△AOB的面積.
分析:易求直線與x軸的交點(diǎn)坐標(biāo)為C(2,0). 根據(jù)S△AOB=S△AOC+S△BOC可知,只需求出A、B兩點(diǎn)坐標(biāo)即可. 因?yàn)锳、B點(diǎn)是兩個(gè)函數(shù)圖象的交點(diǎn),所以y=x-2,y= ,解得A(3,1),B(-1,-3). 所以S△AOB= ×2×1+ ×2×3=4.
【反思】運(yùn)用此法需以點(diǎn)在函數(shù)圖像上為前提,求出函數(shù)解析式為關(guān)鍵.
四、運(yùn)用圖形變換下對(duì)應(yīng)點(diǎn)的坐標(biāo)變換規(guī)律
1. 點(diǎn)P(x,y)? Q(x±a,y±b) P點(diǎn)沿x軸方向向右(左)平移a個(gè)單位,沿y軸方向向上(下)平移b個(gè)單位.
2. 點(diǎn)P(x,y)與點(diǎn)Q(x,-y) 點(diǎn)P、Q關(guān)于x軸對(duì)稱;
點(diǎn)P(x,y)與點(diǎn)Q(-x,y) 點(diǎn)P、Q關(guān)于y軸對(duì)稱;
點(diǎn)P(x,y)與點(diǎn)Q(-x,-y) 點(diǎn)P、Q關(guān)于原點(diǎn)對(duì)稱.
例題6:(2008年威海)如圖5,點(diǎn)A(m,m+1),B(m+3,m-1)都在反比例函數(shù)y= 的圖像上.
(1)求m,k的值;
(2)如果M為x軸上一點(diǎn),N為y軸上一點(diǎn),以點(diǎn)A,B,M,N為頂點(diǎn)的四邊形是平行四邊形,試求直線MN的函數(shù)表達(dá)式.
分析:易求A(3,4),B(6,2). 欲求符合條件的解析式,關(guān)鍵是確定點(diǎn)M、N的坐標(biāo). 據(jù)題意應(yīng)分兩種情況進(jìn)行討論.
①如圖5,當(dāng)M點(diǎn)在x軸的正半軸上,N點(diǎn)在y軸的正半軸上時(shí),設(shè)M1點(diǎn)的坐標(biāo)為(x1,0),N1點(diǎn)的坐標(biāo)為(0,y ). 因?yàn)樗倪呅蜛N1M1B為平行四邊形,所以AB∥N1M1且AB=N1M1.
所以點(diǎn)A到點(diǎn)B的平移方式和點(diǎn)N1到點(diǎn)M1的平移方式一樣. 由A(3,4) B(6,2)知:點(diǎn)A沿x軸方向向右平移了3個(gè)單位,沿y軸方向向下平移了2個(gè)單位. 所以0+3=x1;y1-2=0,所以x1=3,y1=2,從而M1(3,0),N1(0,2).
②如圖5,當(dāng)M點(diǎn)在x軸的負(fù)半軸上,N點(diǎn)在y軸的負(fù)半軸上時(shí),設(shè)M2點(diǎn)坐標(biāo)為(x2,0),N2點(diǎn)坐標(biāo)為(0,y2). 因?yàn)锳B∥N1M ,AB∥M N ,AB=N M ,AB=M2N2,所以N1M1∥M2N2,N1M1=M2N2,所以易證△N1OM1≌△N2OM2. 所以N1O=N2O,OM1=OM2. 所以點(diǎn)M1與點(diǎn)M2,點(diǎn)N1與點(diǎn)N2均關(guān)于原點(diǎn)成中心對(duì)稱,所以M2(-3,0),N2(0,-2).
【反思】運(yùn)用此法需要十分熟悉圖形在特定變換下對(duì)稱點(diǎn)的坐標(biāo)變換規(guī)律,而且更需要善于將新的問(wèn)題進(jìn)行化歸處理,例如“在平面直角坐標(biāo)系中,任意給定不在一直線上的三點(diǎn),探求第四個(gè)點(diǎn)的坐標(biāo),使它們構(gòu)成平行四邊形”問(wèn)題,就可轉(zhuǎn)化為“點(diǎn)的平移”問(wèn)題來(lái)處理.
以上所列,是初中階段求點(diǎn)的坐標(biāo)的常見(jiàn)方法. 對(duì)于方法的靈活選擇問(wèn)題,還需教者立足“雙基”,對(duì)學(xué)生進(jìn)行變式訓(xùn)練,培養(yǎng)學(xué)生的鑒別能力,思維的靈活性、深刻性,從而真正達(dá)到數(shù)學(xué)育人的目的.
數(shù)學(xué)家華羅庚說(shuō)得好:“怎樣把書(shū)讀薄?其實(shí),就是要把書(shū)中的知識(shí)徹底消化,變?yōu)榉浅V庇^的、非常概括的材料,最后只留下最精髓的那一點(diǎn),當(dāng)然書(shū)就變薄了. ”在現(xiàn)今“減負(fù)增效”的學(xué)校教育中,教師讓學(xué)生學(xué)會(huì):①按數(shù)學(xué)的某一重要知識(shí)形成過(guò)程、所蘊(yùn)含的數(shù)學(xué)思想和方法、與其他知識(shí)的聯(lián)系等方面進(jìn)行“知識(shí)系統(tǒng)型”總結(jié);②按為解決某個(gè)特定的數(shù)學(xué)問(wèn)題而經(jīng)常采用的思想方法進(jìn)行“思想方法型”總結(jié);③或其他方面總結(jié). 作為數(shù)學(xué)教育工作者的我們,如果能采用這種教學(xué)策略,也應(yīng)該是有意義的!