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摘要:在初中数学教学中,分类讨论是非常重要的一种数学思想,通过加强对其训练,可以培养学生思维的条理性和缜密性,同时还可以使学生的学习兴趣得到提高,进而提高学习效率。
关键词:绝对值;分类讨论;几何意义
中图分类号:G633.6 文献标识码:A 文章编号:1992-7711(2018)07-0119
许多初中生对分类讨论的思想方法存在畏难心理。这也就导致他们在进行数学学习中缺乏学习的自信心,导致其在解题时出现不必要的丢分情况。
行程动点问题与数轴上的动点问题,是分类讨论出错的重灾区,本文将通过巧用绝对值几何意义的方法,有效简化此类复杂的分类讨论。
例1:如图,在一条笔直的东西走向的公路上依次有A、B、C三个加油站,客车甲以每小时50千米,货车乙以每小时70千米,小汽车丙以每小时110千米的速度行驶。
(1)如果客车甲从A加油站出发,货车乙同时从B加油站出发,两车相向而行, 小时后相遇,求A、B两加油站间的距离。
(2)如果客车甲和货车乙同时从A加油站出发前往C加油站,与此同时小汽车丙从C加油站出发,两车先后与丙车相遇,间隔时间为15分钟,求A、C两加油站间的距离。
(3)在(1)(2)的结论下,客车甲从A站,货车乙从B站、小汽车丙從C站同时出发,由东向西行驶,在货车乙还没有追上客车甲的这段时间内,当其中一车与另外两车的距离相等时他们行驶了多少时间?
学生解题情况概述:
对于(1)(2)两小题,超过半数的学生能够做对,但(3)小题的正确率极速下滑,仅有极个别学生能够讨论清楚。
针对题(3)学生出错分析:
第一类:通过计算乙追上甲所需的时间,发现终止位置时,丙已经追上了乙,并且也追上了甲,确定“当其中一车与另外两车的距离相等”的意思为:一是乙在甲丙中间;二是丙在甲乙中间;三是甲在丙乙中间。
第二类:未计算乙追上甲所需的时间,也未分析终止时甲乙丙的位置,确定“当其中一车与另外两车的距离相等”的意思为乙和甲丙两车距离相等:一是乙在甲丙中间,又按从西到东的顺序,把这一点分为了甲乙丙和丙乙甲两小类;二是甲丙在同一位置,又按东西顺序,把这一点分为了甲丙在乙的西侧和甲丙在乙的东侧两小类。
……
第一类都是对“其中一车与另外两车的距离相等”的意思理解出错,认为这句话等价为“一车位于另外两车的中间”,忽略了另外两车在同一位置的情况。第三类是学生对动点的位置关系没有进行分析,直接拿来讨论,导致漏解多解。
教师来支招:
我们知道|a-b|的几何意义是:数轴上表示数a、b的两点距离。在这里“其中一车与另外两车的距离相等”,可以想成其中一车表示的点与另外两车表示的点的距离相等。通过此联想,针对第三小题,我们可以通过建立数轴,借用绝对值的几何意义来解题。
解题过程:
(1)(50 70)× =160(千米)
(2)解:设乙丙相遇时间为x,则甲和丙相遇时间为(x 15)分钟.
(70 110) =(50 110) 得
x=120(70 110)×120÷60=360(千米)
(3)解:设当乙车追上甲车时所用时间为x小时,则50x 160=70x,得x=8。所以设行驶的时间为t小时,则0 设甲、乙、丙t小时后所在点为D、E、F,则有点D表示数为-50t,点E表示数为160-70t,点F表示数为360-110t。
车与车的距离可表示为DE=160-20t,DF=360-60t,EF=200-40t。
①DE=DF 160-20t=360-60t 得t1=5,t2=6.5
②DE=EF 160-20t=200-40t 得t3=2,t4=6
③DF=EF 360-60t=200-40t 得t5=5.6,t8=8(舍去)
综上,t1=5,t2=6.5,t3=2,t4=6,t5=5.6。
例2:如图,数轴上线段AB长2个单位长度,CD长4个单位长度,点A在数轴上表示的数是-10,点C在数轴上表示的数是16。若线段AB以每秒6个单位长度的速度向右匀速运动,同时线段CD以每秒2个单位长度的速度向左匀速运动。
(1)运动多长时间后BC长8个单位长度?
(2)当运动到BC为8个单位长度时,点B在数轴上表示的数是_________;
(3)P是线段AB上一点,当点B运动到线段CD上时,是否存在关系式 =3?若存在,求线段PD的长;若不存在,请说明理由。
学生解题情况概述:
对于(1)(2)两小题,超过半数的学生能够做对,但题(3)的留空率较高,讨论遗漏重复出错率高。
针对题(3)学生出错分析:
第一类:仅考虑零界点情况,一点B和点C重合;二点C和点A重合;三点B与点D重合。
第二类:仅考虑非零界情况,一点C在点A和点B之间,又根据点P的位置,分为点P线段AC和线段CB上两小类;二点A、B在点C、D之间。
……
这两类情况共同存在的问题:讨论不完全,遗漏其他分类。把零界和非零界的情况统筹起来看,此题如果按照运动时间和点A、B、C、D位置关系进行分类,讨论过程实在太复杂,大大加重学生的畏难心理,很难调动学生学习的兴趣。
教师来支招:
此题为数轴上的动点问题,可直接借用绝对值的几何意义来解题。
解题过程:
(1)运动t秒后,点A所表示数为:-10 6t,点B所表示数为:-8 6t,点C所表示数为:16-2t,点D表示数为20-2t,则BC=24-8t。
由题得:BC=24-8t=8 解得t1=2,t2=4
当t=2,点B所表示的数为4;当t=4,点B所表示的数为16°
解:设点P初始状态所表示数为:x(-10≤x≤-8),则t秒后,点P表示数为:x 6t,则AP=x 10,PC=16-x-8t,BD=28-8t(t≤ ),PD=20-8t-x。
由题得BD-AP=3PC,(28-8t)-(x 10)=316-x-8t
得18-8t-x=316-x-8t
①18-8t-x=3(16-x-8t)得8t x=15 PD=20-15=5
②18-8t-x=3(16-x-8t)得8t x=16.5 PD=20-16.5=3.5
综上,PD=5或PD=3.5
由此可以发现,用绝对值的几何意义,来解决行程动点问题与数轴上的动点问题,可以有效简化复杂的分类讨论,把难点从分类讨论转移到解含绝对值的等式。而解含绝对值的等式,分类程序化,主要考验的还是学生的计算能力,可通过一定量的练习,加强这类方法运用,从而提高解题的正确率。
(作者单位:①浙江省宁波市奉化实验中学 315500;②浙江省宁波市奉化实验中学 315500)
关键词:绝对值;分类讨论;几何意义
中图分类号:G633.6 文献标识码:A 文章编号:1992-7711(2018)07-0119
许多初中生对分类讨论的思想方法存在畏难心理。这也就导致他们在进行数学学习中缺乏学习的自信心,导致其在解题时出现不必要的丢分情况。
行程动点问题与数轴上的动点问题,是分类讨论出错的重灾区,本文将通过巧用绝对值几何意义的方法,有效简化此类复杂的分类讨论。
例1:如图,在一条笔直的东西走向的公路上依次有A、B、C三个加油站,客车甲以每小时50千米,货车乙以每小时70千米,小汽车丙以每小时110千米的速度行驶。
(1)如果客车甲从A加油站出发,货车乙同时从B加油站出发,两车相向而行, 小时后相遇,求A、B两加油站间的距离。
(2)如果客车甲和货车乙同时从A加油站出发前往C加油站,与此同时小汽车丙从C加油站出发,两车先后与丙车相遇,间隔时间为15分钟,求A、C两加油站间的距离。
(3)在(1)(2)的结论下,客车甲从A站,货车乙从B站、小汽车丙從C站同时出发,由东向西行驶,在货车乙还没有追上客车甲的这段时间内,当其中一车与另外两车的距离相等时他们行驶了多少时间?
学生解题情况概述:
对于(1)(2)两小题,超过半数的学生能够做对,但(3)小题的正确率极速下滑,仅有极个别学生能够讨论清楚。
针对题(3)学生出错分析:
第一类:通过计算乙追上甲所需的时间,发现终止位置时,丙已经追上了乙,并且也追上了甲,确定“当其中一车与另外两车的距离相等”的意思为:一是乙在甲丙中间;二是丙在甲乙中间;三是甲在丙乙中间。
第二类:未计算乙追上甲所需的时间,也未分析终止时甲乙丙的位置,确定“当其中一车与另外两车的距离相等”的意思为乙和甲丙两车距离相等:一是乙在甲丙中间,又按从西到东的顺序,把这一点分为了甲乙丙和丙乙甲两小类;二是甲丙在同一位置,又按东西顺序,把这一点分为了甲丙在乙的西侧和甲丙在乙的东侧两小类。
……
第一类都是对“其中一车与另外两车的距离相等”的意思理解出错,认为这句话等价为“一车位于另外两车的中间”,忽略了另外两车在同一位置的情况。第三类是学生对动点的位置关系没有进行分析,直接拿来讨论,导致漏解多解。
教师来支招:
我们知道|a-b|的几何意义是:数轴上表示数a、b的两点距离。在这里“其中一车与另外两车的距离相等”,可以想成其中一车表示的点与另外两车表示的点的距离相等。通过此联想,针对第三小题,我们可以通过建立数轴,借用绝对值的几何意义来解题。
解题过程:
(1)(50 70)× =160(千米)
(2)解:设乙丙相遇时间为x,则甲和丙相遇时间为(x 15)分钟.
(70 110) =(50 110) 得
x=120(70 110)×120÷60=360(千米)
(3)解:设当乙车追上甲车时所用时间为x小时,则50x 160=70x,得x=8。所以设行驶的时间为t小时,则0
车与车的距离可表示为DE=160-20t,DF=360-60t,EF=200-40t。
①DE=DF 160-20t=360-60t 得t1=5,t2=6.5
②DE=EF 160-20t=200-40t 得t3=2,t4=6
③DF=EF 360-60t=200-40t 得t5=5.6,t8=8(舍去)
综上,t1=5,t2=6.5,t3=2,t4=6,t5=5.6。
例2:如图,数轴上线段AB长2个单位长度,CD长4个单位长度,点A在数轴上表示的数是-10,点C在数轴上表示的数是16。若线段AB以每秒6个单位长度的速度向右匀速运动,同时线段CD以每秒2个单位长度的速度向左匀速运动。
(1)运动多长时间后BC长8个单位长度?
(2)当运动到BC为8个单位长度时,点B在数轴上表示的数是_________;
(3)P是线段AB上一点,当点B运动到线段CD上时,是否存在关系式 =3?若存在,求线段PD的长;若不存在,请说明理由。
学生解题情况概述:
对于(1)(2)两小题,超过半数的学生能够做对,但题(3)的留空率较高,讨论遗漏重复出错率高。
针对题(3)学生出错分析:
第一类:仅考虑零界点情况,一点B和点C重合;二点C和点A重合;三点B与点D重合。
第二类:仅考虑非零界情况,一点C在点A和点B之间,又根据点P的位置,分为点P线段AC和线段CB上两小类;二点A、B在点C、D之间。
……
这两类情况共同存在的问题:讨论不完全,遗漏其他分类。把零界和非零界的情况统筹起来看,此题如果按照运动时间和点A、B、C、D位置关系进行分类,讨论过程实在太复杂,大大加重学生的畏难心理,很难调动学生学习的兴趣。
教师来支招:
此题为数轴上的动点问题,可直接借用绝对值的几何意义来解题。
解题过程:
(1)运动t秒后,点A所表示数为:-10 6t,点B所表示数为:-8 6t,点C所表示数为:16-2t,点D表示数为20-2t,则BC=24-8t。
由题得:BC=24-8t=8 解得t1=2,t2=4
当t=2,点B所表示的数为4;当t=4,点B所表示的数为16°
解:设点P初始状态所表示数为:x(-10≤x≤-8),则t秒后,点P表示数为:x 6t,则AP=x 10,PC=16-x-8t,BD=28-8t(t≤ ),PD=20-8t-x。
由题得BD-AP=3PC,(28-8t)-(x 10)=316-x-8t
得18-8t-x=316-x-8t
①18-8t-x=3(16-x-8t)得8t x=15 PD=20-15=5
②18-8t-x=3(16-x-8t)得8t x=16.5 PD=20-16.5=3.5
综上,PD=5或PD=3.5
由此可以发现,用绝对值的几何意义,来解决行程动点问题与数轴上的动点问题,可以有效简化复杂的分类讨论,把难点从分类讨论转移到解含绝对值的等式。而解含绝对值的等式,分类程序化,主要考验的还是学生的计算能力,可通过一定量的练习,加强这类方法运用,从而提高解题的正确率。
(作者单位:①浙江省宁波市奉化实验中学 315500;②浙江省宁波市奉化实验中学 315500)