浅谈数学综合试题的审题策略以三角形存在性问题为例
作者: 陈卫平摘 要:以近年来中考数学中出现的三角形存在性问题为例,讨论了数学综合试题的审题策略,提出了“明目标→定方案→重细节”的三环节思维模式,并阐述了各环节的任务和作用。
关键词:综合试题; 审题策略; 目标; 方案; 细节
中图分类号:G623.5 文献标识码:A 文章编号:1006-3315(2011)7-032-002
三角形存在性问题,尤其是相似三角形与直角三角形存在性问题,近年来多次在中考综合试题中出现。本文拟以此类问题为例,对中考数学综合试题的审题策略做一些粗浅的讨论,请教于大方之家。
一、目标定方向
解题就是利用已知的条件与知识探索未知任务的过程。在解题过程中,审题是一个重要环节。审题的主要任务之一就是明确试题的考查目标。任何一道考试题都会有它的考查目标,与简单试题具有单一考查目标不同,综合试题的考查目标是由多个单一目标有机组合而成。只有明确了考查目标,才能准确地从试题所给的众多信息中提取对解题有用的信息,获得正确的思路方向。因此,准确把握一道综合试题的考查目标是正确求解该试题的必要条件。
例1.(2009年卢湾区中考试题)如图,直线x=3与抛物线y=2(x-2)2+1交于点B,与直线OA交于点C。点P在抛物线的对称轴上,△ABP与△ABC相似。求所有满足条件的点P的坐标。
根据以上考查目标,结合所给出的图形,我们从试题中提取对解题有用的主要信息:A、B、C三点坐标分别是A(2,1),B(3,3),C(3,■);AP//BC。抛物线的对称轴为x=2,因此可以假设P点坐标为(2,y)。
由AP//BC,得到:∠PAB=∠CAB。要使△ABP与△ABC相似,只要求选P使得夹这组对应角的两组对应边成比例。这有2种可能,即:①■=■②■=■。
根据这两种可能和上面提取的有用信息,运用两点之间的距离公式即可求出P点的坐标。
综合试题从题面上来看,往往会呈现多种知识之间的相互联系。而这种联系纷繁复杂,头绪良多。从如此众多的联系中能得到很多已知条件,其中大多数条件对解题无益。因此,只有明确了试题的考查目标,确定了正确的思考方向,才能从中筛选出有用的信息,进而得到问题的解决方案。
对基础知识的熟练掌握是明确试题考查目标的前提。在平时的教学活动中,有意识地训练学生明确试题考查目标的能力,督促学生在练习中养成首先明确试题考查目标的习惯,是训练明确考查目标之能力的有效办法。
二、草图定方案
草图或草表是理清试题所呈现的各个已知条件与结论及其相互关系,将复杂的综合任务分解成若干简单的单一任务的有效途径。鉴于草图与草表有类似的作用,本文仅介绍草图及其作用。
所谓草图,即是为了理清解题思路所做的能反映试题本质特征的图形。顾名思义,“草”就是不求精确,但求不失去本质特征。
在一些综合题审题过程中,一张好的草图对确定解题方案有很大的帮助。
例2.(2009年卢湾区中考试题)如图,已知三点A(1.5,0),B(4,0),C(0,-3),B’在Y轴上,CA垂直平分线段BB’,垂足为Q。问:在通过A、B、C三点的抛物线上是否存在一点P,使得△QCP是以QC为直角边的直角三角形?
根据题意,△QCP是以QC为直角边的直角三角形,会有2种可能:①以Q为直角顶点;②以C为直角顶点。
审题时我们画好一张草图,这张草图除了正确反映A、B、C三点的位置之外,还应该反映如下本质特征:①CA垂直平分BB’,垂足为Q;②抛物线经过A、B、C三点;③P(P1,P2, P3)在抛物线上。
这张反映了问题本质特征的草图告诉我们:①由于CQ⊥BB’,且抛物线与BB’有两个交点,其中B是一个平凡的交点,所以要求以Q为直角顶点的△QCP,除了△QCB是其中平凡的一个之外,另有一个是△QCP1。为了求得P1, 我们需要找到抛物线与直线BB’的另外一个交点。为此,需要求出直线BB’与经过A、B、C三点的抛物线的方程;②要获得以C为直角顶点的三角形,我们需要求出P3,其中P3是CP3与抛物线的交点。在前面我们已经获得了抛物线的方程,于是此时我们只要求得直线CP3方程,然后求它与抛物线的交点。又由于QC⊥CP3,而直线QC的斜率是容易得到的,因此根据两直线互相垂直的关系,可以得到直线CP3的斜率,点斜式即可得到该直线方程。
由以上分析,现在我们可以归纳本题的解题方案如下:
第一步,由CA垂直平分BB’,求出直线BB’的方程;
第二步,由抛物线经过A、B、C三点求出抛物线的方程;
第三步,求出直线BB’与抛物线的两个交点(其中一个点是B);
到此可以获得以Q为直角顶点的两个直角三角形。
第四步,由QC⊥CP3得到直线CP3的斜率,点斜式写出直线CP3的方程;
第五步,求抛物线与直线CP3的交点,得到以C为直角顶点的三角形。
这样的解题方案,将复杂的综合试题分解成若干个简单问题,逐一解决这些简单试题,最终就可以得出综合试题的正确解答。
草图将抽象的符号语言形象化,反映了试题所给出的多种关系中最重要的几种关系,即主要矛盾。而这些重要关系是确定解题方案的基础。因此,草图在审题过程中所起到的作用有时候是不可替代的。
三、细节定成败
掌握试题的考查目标让我们有了正确的思考方向,一张能反映问题本质特征的草图为我们提供了详细具体的解题方案,至此我们就有了正确求解一道综合试题的扎实基础,已然成功了一半。当然,能不能最终得到正确答案,对解题细节的准确把握,也是非常关键的因素。解题细节联系着具体的基础知识,因此对基础知识的熟练掌握在任何时候都是最重要的。
例3. (2009年朝阳区中考试题)如图,已知点A(0,2)与B(4,0),将△ABO沿着垂直于x轴的线段CD折叠,点B的对应点为E。设点C(x,0),问:是否存在这样的点C,使得△ADE为直角三角形?
首先明确试题考查目标。本题主要考查:①对称点的坐标;②两点式直线方程;③直角三角形的性质(勾股定理),④一元二次方程的求解。据此我们可以得到明确的思考方向。
然后根据题意画出草图:
(以E为直角顶点) (以A为直角顶点)
根据草图确定解题方案:
第一步,给出直线AB的方程;
第二步,由C(x,0)结合直线AB给出点D的坐标,结合点B(4,0)及对称性给出点E的坐标;
第三步,当以E为直角顶点时,由勾股定理AE2+AD2=ED2列出关于x的方程,求出x得到C点的坐标;
第四步,当以A为直角顶点时,由勾股定理AE2+AD2=ED2列出关于x的方程,求出x得到C点的坐标。
最后是对上述解题方案的实现。在实现该方案的每一步过程中,注重细节显得尤其重要。
3.当E为直角顶点时,由勾股定理AE2+ED2=AD2列出关于x的方程,并化简为2x2-13x+20=0。此方程的解是x1=2.5和x2=4。其中x2=4显然不合题意,应该舍去。
4.当A为直角顶点时,由勾股定理AE2+AD2=ED2列出关于x的方程,并化简得:2x2-3x=0。此方程的两个根为:x3=0和x4=1.5。通过检验发现x3=0,不合题意,应该舍去。
综上所述,我们得到了两个满足条件的点C(1.5,0)和C(2.5,0)。
从本题可以看出,在解题过程中除了需要对相关的基础知识熟练掌握之外,有许多细节值得重视。例如,通过解一元二次方程得到解之后,需要检验解是否符合实际意义,等等。
只有所有解题细节都把握好了,才有可能得到试题的完整和正确的解答。
四、结论
中考数学要想取得好成绩,综合题(或称压轴题)的得分至关重要。而要正确解答数学综合试题,则需要扎实的基础知识和冷静有序的思维。这些都需要在平时的学习中进行反复的训练和积累。借用一句话,叫做“考场一分钟,平时十分功”。
本文讨论了一种数学综合试题的审题策略,提出了一种思考问题和训练思维方法的模式,归纳起来就是:明目标→定方案→重细节。
“明目标”这一环节有一定难度,需要一定的高度。但多年的教学实践经验告诉我们,只要我们持之不懈地有意识地训练学生的这种思维,大多数学生是能够做到这一点的,即在拿到试题的几分钟之内能判定该题的主要考查目标。
“定方案”环节可以借用一些工具或者经验,例如草图或草表就不失为有效的分析工具。通过草图或草表,可以理清复杂的已知条件与结论及其相互之间关系,将综合性的复杂任务分解成若干个简单任务,分而治之,各个击破,最后达到完成综合性任务的目的。
细节决定成败,考场尤是如此。注重细节其实是一种很好的思维习惯和严谨的思维品质,值得花大力气、用大功夫来训练和培养。很多学生由于粗心大意做错了题,往往极容易原谅自己,认为这不是知识性缺陷,“下次小心一点”就好了。殊不知,思维品质的缺陷比知识性缺陷更为可怕,如果不注重训练,下次可能会多次出现“不小心”错误。而这种“不小心”的反复出现甚至影响到今后的生活与工作。
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