作者簡介:殷成葉(1981—),本科學(xué)歷,一級教師,從事初中數(shù)學(xué)教育教學(xué)工作.
[摘 要] 中考幾何最值問題是各地熱點考題,學(xué)校備課組在復(fù)習備考期間都會加強對這類問題的復(fù)習研究.如果能將一些同類的最值問題“集中”在一起,根據(jù)由易到難、由特殊到一般的邏輯順序展開教學(xué),并注重預(yù)設(shè)“啟發(fā)式問題”促進學(xué)生自主發(fā)現(xiàn)思路,這樣做不但能讓學(xué)生掌握一類最值問題的解答策略,還可以促進學(xué)生明辨形異質(zhì)同的同類問題,發(fā)展學(xué)生的數(shù)學(xué)思維.
[關(guān)鍵詞] 幾何最值問題;微專題教學(xué);形異質(zhì)同;啟發(fā)式問題
中考幾何最值問題是各地中考試卷中的熱點問題,如何開展這類問題專題訓(xùn)練與復(fù)習備課,成為不少學(xué)校備課組集體備課的一個重要課題. 在最近一次集體備課活動中,筆者承擔了一節(jié)中考幾何最值微專題的主備任務(wù),經(jīng)過全組教師的交流討論,最后打磨成一節(jié)具有特例引路、變式鞏固、拓展挑戰(zhàn)的幾何最值微專題課例. 本文整理該課教學(xué)設(shè)計,并給出教學(xué)立意的闡釋,提供研討.
教學(xué)環(huán)節(jié)1:特例出發(fā),積累模型
問題1 如圖1所示,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,AB=2,點D在BC上,且BD=AC,連接AD,分析AD的最小值.
教學(xué)預(yù)設(shè) 由∠ACB=90°聯(lián)想到點C在直徑AB的圓上運動,如圖2所示,取AB的中點O,連接OC,過點B作BQ⊥AB,使BQ=OA,連接QD,可證△QBD≌△OAC,得QD=OC=QB,即點D在以Q為圓心,QB為半徑的圓弧上運動,連接AQ,則AD≥AQ-DQ=-1. 即AD的最小值為-1.
同類再練 如圖3所示,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,點D在BC上,BD=AC,連接AD,當AB=4時,求AD的最小值.
教學(xué)預(yù)設(shè) 圖3與圖1相比,只是圖形位置發(fā)生了變化,本質(zhì)仍然是同類問題,如果學(xué)生解答有困難,可提示他們將圖形“適當旋轉(zhuǎn)”,就可轉(zhuǎn)化為“問題1”. AD的最小值為2-2.
教學(xué)環(huán)節(jié)2:變式呈現(xiàn),運用模型
問題2 如圖4所示,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,點D在BC上,且BD=AC,連接AD. 分析的最小值.
教學(xué)預(yù)設(shè) 與“問題1”相比,本題沒有提供三角形的邊長,待求中,分子、分母都是“變量”,讓我們先“控制”其中一個變量AB. 取AB中點O,連接OC,過B點作BQ⊥AB,使QB=AO,連接DQ,由“問題1”的分析經(jīng)驗,不妨設(shè)AB=2c,AO=BQ=DQ=c,ADS7gZyTGyvAlSkBR/cgX8lNHZj4zeAytupS26tBLnAsg=≥AQ-DQ=(-1)c. 于是AD的最值為(-1)c. 即的最小值為.
同類再練 如圖6所示,四邊形ABCD是正方形,點P在直線AD上,連接BP,CP. 分析的最小值.
教學(xué)預(yù)設(shè) 如果學(xué)生感覺有困難,預(yù)設(shè)如圖7所示的圖形位置,用虛線隱去正方形,補出垂線段PH,可發(fā)現(xiàn)PH=BC,這樣問題就轉(zhuǎn)化為圖4、圖5的“結(jié)構(gòu)”,分析的最小值仍然是.
教學(xué)環(huán)節(jié)3:走向一般,成果擴大
問題3 如圖8所示,在△ABC中,BC=2,∠A=60°,在AC上有一點D,且CD=AB,連接BD,分析BD最小值.
教學(xué)預(yù)設(shè) 首先聯(lián)想到△ABC的外接圓,如圖9所示,設(shè)它的圓心為P,連接AP,BP,CP,可得∠BPC=2∠BAC=120°,所以BP=PC=2,過C作CO⊥BC,使OC=PB,連接OD,導(dǎo)角得到∠OCD=∠PBA,這樣可證△OCD≌△PBA(SAS),于是OD=PA=PB=PC=2,在Rt△BCO中,BO=4,由BD+DO≥BO,可得BD的最小值為2.
變式 如圖10所示,在△ABC中,BC=2,∠A=60°,在邊AC上有一點D,且CD=AB,連接BD,分析BD的最小值.
教學(xué)預(yù)設(shè) 思路與“問題3”類似,只是構(gòu)造出的△OCD∽△PBA,相似比為,這樣在Rt△BCO中,BO=,由BD+DO≥BO,可得BD的最小值為-1.
成果擴大 如圖11所示,在△ABC中,BC=a,∠BAC=θ,在邊AC上有一點D,且BD=k·AB,連接BD,分析BD的最小值(用含a,k,θ的式子表示).
教學(xué)預(yù)設(shè) 與前面“特例圖形”的思路類似,構(gòu)造如圖12所示分析,BP=,OC=k·BP,OB2=BC2+OC2=BC2
+1,進一步可求出BD=OB-OD=(-k).
教學(xué)環(huán)節(jié)4:課堂小結(jié),布置作業(yè)
小結(jié)問題1 本課研究的系列問題中,前后都有一定的關(guān)聯(lián),你是如何理解它們之間的聯(lián)系的?舉例說說.
小結(jié)問題2 你對本課中哪道問題印象較深?你能否對它做一些變式,提出一個同類問題,并讓你的同桌說說解題的思路?
布置作業(yè) 在△ABC中,AB=4,∠C=60°,在邊BC上有一點P,且BP=AC,連接AP,分析AP的最小值.
解法預(yù)設(shè) 構(gòu)造如圖13所示,△PBO∽△CAK,則∠CAB=30°+∠CAK,∠ABC=90°-∠CAB,OP=OB=AK=2,∠ABO=∠ABC+∠PBO=90°,AO=2,AP≥AO-PO=2-2.
對于微專題教學(xué),教師要重視同類問題的研究,要促進學(xué)生辨明“形異質(zhì)同”,要善于預(yù)設(shè)“啟發(fā)式問題”.