解题|以静制动化难点
中国人擅长感性的具象思维,需要加强理性抽象思维的训练。
抽象思维以最明亮最透彻的方式与最丰富生动的具象思维交流,无疑是脑和心的恋爱,思维与情感的默契配合,让思想进入永恒又随即让灵感爆发。
数学更是培养抽象思维的利器,抽象也是不断升级的,各种解题的套路、方法、模型还要进一步抽象出更有一般性更具通用性的策略、原则。
我们总结了数学解题的策略要诀:“加减、进退、分合、动静”。
运用的原则:缺则加之,余则减之;能进则进,难进则退;条分缕析,整合重组;以动破静,以静制动。
本文谈一谈“静”的策略。
当问题中的元素相互静止孤立无法建立联系的时候,我们可以让相关元素“动”起来,便于建立新的联系。相反地,当问题中的元素处于变动不定的状态不好把握的时候,我们可以让动态元素“静”下来,便于看清它的真面目找到数量联系。
下面以本地刚刚结束的期中考试最后一题为例。
例.已知,△ABC在平面直角坐标系中的位置如图①所示,A点坐标为(﹣6,0),B点坐标为(4,0),点D为BC的中点,点E为线段AB上一动点,连接DE经过点A、B、C三点的抛物线的解析式为y=ax^2+bx+8.
(1)求抛物线的解析式;
(2)如图①,将△BDE以DE为轴翻折,点B的对称点为点G,当点G恰好落在抛物线的对称轴上时,求G点的坐标;
(3)如图②,当点E在线段AB上运动时,抛物线 的对称轴上是否存在点F,使得以C、D、E、F为顶点的四边形为平行四边形?若存在,请直接写出点F的坐标;若不存在,请说明理由.
解析:
(1)代入坐标求得y=-1/3x^2-2/3x+8.
(2)解法一:G是动点,但它是有条件的即DG=DB=2√5,满足这个条件的所有点的集合构成一个图形,即为以D为圆心,2√5为半径的圆,这个圆就是动点G的静止状态,这样G点既在直线x=-1上,又在圆D上,取其交点即可。
如下图,我们把动点静止下来转化成一个定圆,就可以非常很快看出点G的位置再利用勾股定理顺利求出G点坐标。
解法二:点G直线上的动点,但它的横坐标是定的,我们可以设它的坐标为(-1, m),它还满足GD=BD,由此建立关系式求解。
这也是用“静”的观点,点是动的,它所在的线是静的,它到D的距离也是定的,由此出发确立关系求解。
(3)解法一:如下图,先把动点的位置确定,再利用数量关系计算。注意,动点无规律,图形有规律,我们要根据平行四边形的性质特征画图,以CD为边时把CD平移,以CD为对角线时绕CD中点旋转。下图画法位置不同,方法相同,都是利用平行四边形得直角三角形全等,具体计算过程略。
解法二:对平行四边形了解比较深入的同学知道:“平行四边形对角顶点的坐标之和相等”,这个规律很容易推导的,这里不再赘述,我们直接用这个规律。
E、F两点的位置是运动变化的,但它们的坐标表示方法是不变的,即为E(a, 0)、F(-1, b),加上已知点C(0, 8)、D(2, 4),这也是动中取静。由此考虑三种情况:
①E与F是相对顶点,a-1=0+2, b+0=4+8, a=3, b=12, F(-1, 12);
②E与C是相对顶点,a+0=-1+2, b+4=8+0, a=1, b=4, F(-1, 4);
③E与D是相对顶点,a+2=-1+0, b+8=4+0, a=-3, b=-4, F(-1, -4)。
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