
課程標(biāo)準(zhǔn)指出:“數(shù)學(xué)教學(xué)應(yīng)根據(jù)具體的教學(xué)內(nèi)容,注意使學(xué)生在獲得間接經(jīng)驗(yàn)的同時(shí),也能夠有機(jī)會(huì)獲得直接經(jīng)驗(yàn),即從學(xué)生實(shí)際出發(fā),創(chuàng)設(shè)有助于學(xué)生自主學(xué)習(xí)的問(wèn)題情境,引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)實(shí)踐、思考、探索、交流等,獲得數(shù)學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)、基本技能、基本思想、基本活動(dòng)經(jīng)驗(yàn),促使學(xué)生主動(dòng)地、富有個(gè)性地學(xué)習(xí),不斷提高發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和提出問(wèn)題的能力、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。”
同時(shí),數(shù)學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)養(yǎng)成也是學(xué)生通過(guò)數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí)建立起來(lái)的認(rèn)識(shí)、理解和處理周圍事物時(shí)所具備的品質(zhì),更是學(xué)生在今后學(xué)習(xí)和生活中所表現(xiàn)出來(lái)的思考方式和解決問(wèn)題的策略。結(jié)合平時(shí)數(shù)學(xué)教學(xué)活動(dòng),如何恰當(dāng)滲透數(shù)學(xué)核心素養(yǎng),讓每一位學(xué)生得到不同程度的提高,并能從參與中得到情感升華,一直以來(lái)是許多老師共同關(guān)注的問(wèn)題。
本文借助習(xí)題課教學(xué)活動(dòng),通過(guò)“一題多變”,讓學(xué)生體會(huì)幾何問(wèn)題的思考過(guò)程、解決途徑,感知數(shù)學(xué)抽象思維和提高邏輯推理能力。
一、呈現(xiàn)例題
(一)基本型:底和高都與坐標(biāo)軸平行
如圖1,已知二次函數(shù)[y=x2+bx+c]圖象過(guò)點(diǎn)A(1,0),C(0,-3)。
(1)求此二次函數(shù)的解析式;
(2)若在拋物線上存在一點(diǎn)P,使△APB的面積為10,求出點(diǎn)P的坐標(biāo)。
分析 第一小問(wèn)直接利用待定系數(shù)法即可;第二小問(wèn)△APB的面積可以用AB當(dāng)?shù)走叄c(diǎn)P的縱坐標(biāo)的絕對(duì)值作高,進(jìn)而構(gòu)建等量關(guān)系。
解答 (1)將A、C兩點(diǎn)的坐標(biāo)分別代入
[y=x2+bx+c],可得b=2,c=-3
∴ 此二次函數(shù)的解析式為:[y=x2+2x-3]
(2)令y=0代入[y=x2+2x-3],
求出點(diǎn)B的坐標(biāo)為(-3,0)∴ AB=4
設(shè)點(diǎn)P的坐標(biāo)為(x,[x2+2x-3])
[∵] △APB的面積為10,
∴ [12AB?x2+2x-3]=10
∴ [x2+2x-3]=[±]5
①當(dāng)[x2+2x-3]=5時(shí),解得x=-4或2,
∴ 點(diǎn)P的坐標(biāo)為(-4,5),(2,5)
②當(dāng)[x2+2x-3]=-5時(shí),方程無(wú)解,
∴ 點(diǎn)P的坐標(biāo)為(-4,5),(2,5)
點(diǎn)評(píng)" 本小題求三角形的面積時(shí),底和高都容易利用坐標(biāo)表示。特別是利用點(diǎn)的縱坐標(biāo)的絕對(duì)值表示圖形的高容易忽略。
(二)提高型:底和高都與坐標(biāo)軸不平行
(2018年婁底中考數(shù)學(xué)試題改編)
如圖2,拋物線[y=ax2+bx+c]與兩坐標(biāo)軸交于A(-3,0)、B(1,0)、C (0,3),點(diǎn)P是直線AC上方拋物線上的一個(gè)動(dòng)點(diǎn)。試問(wèn)是否存在點(diǎn)P使△APC的面積最大,若存在,求出點(diǎn)P的坐標(biāo);若不存在,說(shuō)明理由。
分析" 隨著點(diǎn)P的運(yùn)動(dòng),△APC的形狀會(huì)發(fā)生變化。若用AC,PC,AP中的某一條線段作為底,該邊上的垂線段作為高。面積可以表示,但無(wú)法與點(diǎn)P的坐標(biāo)建立聯(lián)系。于是需要重新構(gòu)建底或者高。將△APC的面積轉(zhuǎn)化成便于和點(diǎn)P坐標(biāo)相聯(lián)系的圖形△APE與△EPC的面積和。
解答 (1)設(shè)經(jīng)過(guò)A、B、C三點(diǎn)的拋物線的解析式為:[y=a(x-x1)(x-x2)],
分別將A、B、C三點(diǎn)的坐標(biāo)代入可得,
[y=-x2-2x+3]
(2)過(guò)點(diǎn)P作PF⊥AC于點(diǎn)F,交AC于點(diǎn)E,交x軸于點(diǎn)F。
設(shè)點(diǎn)P的坐標(biāo)為(x,[-x2-2x+3])
經(jīng)過(guò)A、C兩點(diǎn)的直線解析式為:[y=ax+b]
將A、C兩點(diǎn)的坐標(biāo)分別代入[y=ax+b]得,y=x+3
設(shè)點(diǎn)E的坐標(biāo)為(x,x+3),
則PE=[(-x2-2x+3)-(x+3)]=[-x2-3x]
∴ S△APC=S△APE+S△PEC=[12(PE·AF+PE·OF)]
=[12PE·OA]=[32(-x2-3x)]=[-32(x+32)2+278]
∴ 當(dāng)[x=-32]時(shí),△APC的面積最大,最大值為[278]
點(diǎn)評(píng)" 本題主要考查坐標(biāo)系中不規(guī)則圖形的面積。將圖形適當(dāng)進(jìn)行分割,轉(zhuǎn)化成與坐標(biāo)有關(guān)的圖形的面積。如何轉(zhuǎn)化是解決本小題的關(guān)鍵。
(三)拓展型:借助圖形的性質(zhì)
如圖3,二次函數(shù)[y=x2+bx+c]與直線:y=ax+b交于A(3,0),B(0,-3),交x軸于點(diǎn)C。
(1)求此二次函數(shù)的解析式;
(2)若點(diǎn)P(2,-3) 是直線 AB 下方拋物線上一點(diǎn),試問(wèn)在拋物線上是否存在點(diǎn)M,使 S△ABP=S△ABM
分析" 圖中的二次函數(shù)和直線的解析式都容易獲得,但△ABP,△ABM的面積單純利用底和高不容易獲取答案。觀察發(fā)現(xiàn),兩個(gè)三角形可以看成公共底邊,高相等的兩個(gè)圖形,根據(jù)到直線距離相等的點(diǎn)在已知直線的平行線上,可得M、P所在的直線與AB兩點(diǎn)所在的直線平行。于是利用待定系數(shù)法求出直線PM解析式,然后與直線AB組成方程組,便可以求出點(diǎn)M的坐標(biāo)。
解答 (1)將A、B兩點(diǎn)坐標(biāo)分別代入二次函數(shù)解析式[y=x2+bx+c],可得b=-2,c=-3
∴[y=x2-2x-3]
(2)分別將A、B兩點(diǎn)的坐標(biāo)代入直線解析式
y=ax+b可得,a=1,b=-3
∴ y=x-3
①當(dāng)點(diǎn)M在直線AB下方時(shí),
點(diǎn)M所在直線EF∥AB,
可設(shè)直線EF的解析式為:y=x+b
將點(diǎn)P的坐標(biāo)代入可得,b=-5, ∴ y=x-5
則點(diǎn)M的坐標(biāo)可以看作是方程組[y=x-5y=x2-2x-3]的解。
∴[x=2y=-3],[x=1y=-4],即點(diǎn)M的坐標(biāo)為(1,-4)
②當(dāng)點(diǎn)M在直線AB上方時(shí),點(diǎn)M所在的直線GH∥AB,[∵]直線EF可以看作是直線AB向下平移2個(gè)單位而得到的,∴直線GH也可以看作直線AB向上平移2個(gè)單位而得到,∴直線GH的解析式為:y=x-1,則點(diǎn)M的坐標(biāo)為方程組[y=x-1y=x2-2x-3]的解。
∴[x=3+172y=1+172][x=3-172y=1-172]
即點(diǎn)M的坐標(biāo)為:
([3+172],[1+172])或([3-172],[1-172])
綜上所述,點(diǎn)M的坐標(biāo)為:(1,-4),
([3+172],[1+172]),([3-172],[1-172])
點(diǎn)評(píng)" 本小題兩個(gè)三角形的同底等高,面積的等量關(guān)系表面上看沒(méi)有直接與坐標(biāo)相聯(lián)系,但利用圖形的性質(zhì),得到直線的解析式,再利用兩個(gè)圖象的交點(diǎn),間接求出點(diǎn)的坐標(biāo)。
二、例題設(shè)計(jì)理念
(一)知識(shí)目標(biāo):二次函數(shù)與幾何圖形相結(jié)合有兩個(gè)方面,一是以函數(shù)為重點(diǎn),通過(guò)圖形的性質(zhì)構(gòu)建數(shù)量關(guān)系;一是以圖形為重點(diǎn),利用函數(shù)觀點(diǎn)建立內(nèi)在聯(lián)系。二次函數(shù)與幾何圖形相結(jié)合完美地展現(xiàn)了“數(shù)形結(jié)合”的思想方法,本節(jié)課重點(diǎn)關(guān)注的是:二次函數(shù)與三角形面積的綜合題。解決問(wèn)題的途徑是適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行圖形變化,如分割、組合。轉(zhuǎn)化的實(shí)質(zhì)是借助坐標(biāo)來(lái)表示線段,垂線段的長(zhǎng),再利用圖形性質(zhì)構(gòu)建等量關(guān)系。
(二)技能目標(biāo):為提升數(shù)學(xué)分析與運(yùn)用能力,提高學(xué)生的思維水平和數(shù)學(xué)素養(yǎng),領(lǐng)悟數(shù)學(xué)的價(jià)值,奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。本文通過(guò)研究二次函數(shù)與三角形面積的習(xí)題案例,體會(huì)“以數(shù)解形”的解題方法。
(三)情感目標(biāo):例題課教學(xué)過(guò)程中,通過(guò)層層遞進(jìn)的方式,設(shè)計(jì)有坡度的問(wèn)題串,讓不同層次的學(xué)生都能從中獲取不同程度的提高。
三、教學(xué)反思
本節(jié)是一節(jié)專題復(fù)習(xí)課,學(xué)生在學(xué)習(xí)二次函數(shù)的基礎(chǔ)上,對(duì)二次函數(shù)與幾何知識(shí)的運(yùn)用有了一定的了解,初步具備了把幾何關(guān)系轉(zhuǎn)化成坐標(biāo)之間的關(guān)系的能力。在本節(jié)課中提前預(yù)設(shè)了基本面積問(wèn)題,讓學(xué)生感知轉(zhuǎn)化過(guò)程。然后改變問(wèn)題背景,使學(xué)生產(chǎn)生認(rèn)知上的沖突,激發(fā)了學(xué)生探索的欲望。通過(guò)問(wèn)題的分析、解決,再一次認(rèn)識(shí)到,問(wèn)題變化而思考途徑幾乎沒(méi)有改變,感知數(shù)學(xué)“化歸思想”和知識(shí)之間的內(nèi)在聯(lián)系,基本建立起這類問(wèn)題解決的模型。本節(jié)課的后兩個(gè)問(wèn)題,是讓學(xué)生帶著前面問(wèn)題解決經(jīng)驗(yàn),再一次提升分析,思考。通過(guò)步步深入,螺旋式上升,達(dá)到漸漸提升能力的目的,同時(shí)讓所有學(xué)生都有收獲。數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí)過(guò)程,實(shí)際上是問(wèn)題的解決過(guò)程,學(xué)生在問(wèn)題解決過(guò)程中的表現(xiàn),可以反映出學(xué)生思維的深度與廣度。本節(jié)課教學(xué)時(shí),恰當(dāng)?shù)匕盐樟诉@一點(diǎn)。