張喜峰
一、原題呈現(xiàn)
二次函數(shù)的圖象與x軸交于A,B兩點,與y軸交于點C,且A(?1,0),B(4,0).
(1)求此二次函數(shù)的表達式.
(2)如圖1,拋物線的對稱軸m與x軸交于點E,CD⊥m,垂足為D,點,動點N在線段DE上運動,連接CF,CN,F(xiàn)N,若以點C,D,N為頂點的三角形與△FEN相似,求點N的坐標.
(3)如圖2,點M在拋物線上,且點M的橫坐標是1,點P為拋物線上一動點,若∠PMA=45°,求點P的坐標.
分析:這是一道較為典型的二次函數(shù)綜合題,將三角形知識與二次函數(shù)相結(jié)合,綜合考查學(xué)生對于三角形相似的判定和性質(zhì),二次函數(shù)基本性質(zhì)的掌握情況,方法比較開放,筆者在此列舉(3)的三種常見解法,從不同的角度對此問題進行探究.
解:(1)當x=0時,y=4,∴C(0,4)?.設(shè)拋物線的表達式為,將點C的坐標代入得:,解得,?∴拋物線的表達式為.
(2)設(shè)點N的坐標為則,由于∠CDN與∠FEN對應(yīng)關(guān)系確定,分以下兩種情況討論
①?當△CDN∽△FEN時,即,解得
∴點N的坐標為
(3)②?當△CDN∽△NEF時,即,解得:
∴點N的坐標為
綜上所述,點N的坐標為或
二、解法賞析
1 .構(gòu)造等腰Rt△,利用“三直角”模型
解1:如圖3,過A點作AD⊥MP,垂足為D,過D點作x軸的垂線DF,垂足為F,過M點作ME∥x軸,交DF于E,過M點作x軸的垂線MG,垂足為G.
∵∠AMP=45°,AD⊥MP
∴△AMD為等腰Rt△
∴AD=MD
易證△ADF≌△DME ∴?DF=ME,AF=DE
由點M的橫坐標是1得M(1,6),∴E點縱坐標也為6即EF=6;
設(shè)點D的橫坐標為d,又A(?1,0),
則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)
評注:由于45°角的存在,易想到構(gòu)造等腰Rt△,由A點作垂線,也容易想到.由于構(gòu)造出的等腰Rt△在平面直角坐標系中是較為“一般”的(沒有邊坐標軸平行或重合),因此可以通過過直角定點作坐標軸垂線的方法構(gòu)造“三垂直”模型,結(jié)合等腰Rt△的性質(zhì),可得一組全等三角形.但此處相等的邊只有AD,MD為已知,因此充分利用A,M這兩個已知點,發(fā)現(xiàn)DE與DF的和為定值,即可解決.
此方法中構(gòu)造等腰Rt△和“三直角”模型的輔助線,學(xué)生能想到,但最后一步建立等量關(guān)系求出D點坐標,部分學(xué)生方法不夠簡潔,需要優(yōu)化.
還有過N點作垂直的方法也類似,不做展開,見圖3-1
解2:如圖4,過A點作AK⊥AM,交拋物線于K,過A點作x軸的垂線LQ,分別過K,M作x軸平行線交LQ于L,Q點.
∵∠AMP=45°,AK⊥AM
∴△AMK為等腰Rt△
∴AM=AK
易證△AML≌△AKQ
∴?KQ=ML,AQ=AL由點M的橫坐標是1得M(1,6),
∴L點縱坐標也為6即AL=KQ=6;
又A(?1,0),則ML=2=AQ
∴K(5,?2)
由M,K坐標解得直線MK的表達式為y=?2x+8
∴?P(4,0)
評注:此方法的思路基本與第一種一致,但算法上更為簡潔。不同之處在于以A點作為等腰Rt△的直角頂點,此時在構(gòu)造出的△AML中,三邊均為已知,即可解決.
三、題后反思
1. 夯實基本技能,善于發(fā)現(xiàn)通法
本文所述題目綜合性較強,既體現(xiàn)在命題設(shè)計中,在知識點上,綜合考查學(xué)生對于二次函數(shù)基本性質(zhì),三角形相似的判定與性質(zhì)的掌握情況,在思想方法上,考查學(xué)生能否在解決第二問之后,將“三垂直”模型進行遷移;本題的綜合性還體現(xiàn)于筆者對于審題和解題的感悟之中.合理的審題,迅速挖掘出題中包含的基本圖形及特殊角,對于找到解題抓手有很大幫助.以上輔助線的添加,基本圖形的構(gòu)造,離不開有效的審題. 因此,在解題教學(xué)中,教師應(yīng)多讓學(xué)生闡述解題思路的由來,注重基本策略的積累,并指導(dǎo)學(xué)生將題目中的信息與已有的知識有機組合,與已有的模型合理聯(lián)系,直至解決問題.
2.注重反思歸納,優(yōu)化解題之術(shù)
一題多解,是通過多種解題方法的展示,挖掘方法背后蘊含的基本數(shù)學(xué)思想、方法,不僅能學(xué)生從題海中解脫出來,還有助于培養(yǎng)學(xué)生的求簡意識和創(chuàng)新能力。因此,解體后的反思,方法的歸納梳理,才是學(xué)生能力的增長點,這也對教師的專業(yè)素養(yǎng)提出了較高的要求.原題中解法2與解法1相比,優(yōu)點就在于充分利用了已知線段,簡化了計算.
3.積累活動經(jīng)驗,提升思維品質(zhì)
本題解法3和4,源自學(xué)生的課堂生成,看似神來之筆,其實都脫胎于基本圖形。因此,無論課堂的設(shè)計還是考題的命制,都應(yīng)該基于學(xué)生已有的知識和經(jīng)驗,遵循知識發(fā)展邏輯。教師在新授課的教學(xué)設(shè)計中,要給予學(xué)生充分的時間經(jīng)歷觀察、實驗、猜測、計算、推理、驗證等活動過程,獲得基本的數(shù)學(xué)活動經(jīng)驗.在解題教學(xué)中,引導(dǎo)學(xué)生通過合理審題,激活其已有的知識和經(jīng)驗,是提升學(xué)生分析和解決問題能力的重要環(huán)節(jié).注重基礎(chǔ)、關(guān)注技能、突出經(jīng)驗、強化思想也是近年來中考的明顯趨勢. 一題多解,通過方法的展示,滲透基本思想方法,逐步將學(xué)生的思維引向深入,使學(xué)生的思維品質(zhì)得到提升.
在設(shè)計新授課時,注重學(xué)習(xí)過程,讓學(xué)生掌握基礎(chǔ)知識和基本技能,同時經(jīng)歷過程,積累活動經(jīng)驗,是提升思維品質(zhì)的基礎(chǔ). 在解題教學(xué)中,充分給予學(xué)生探索和表達的機會,挖掘隱含的基本思想方法,是提升思維品質(zhì)的途徑.