讀懂條件,分類討論
2023年春伍家崗區八年級數學期末第24題閱卷分析
人教版八年級數學下冊的平行四邊形、一次函數背景下,探究圖形存在性,通常要進行分類,尤其當題目條件中出現了平行四邊形、等腰三角形時,格外留意多種形狀的存在性。
2023年春伍家崗區八年級數學期末第24題,以一次函數為背景,探討其中的平行四邊形、等腰三角形存在性,對學生構圖能力提出較高要求,這是一道代幾綜合壓軸題,在解答過程中,暴露出學生思考問題全面性還存在一定漏洞,同時本題解法眾多,勾股定理、圖形的平移、一次函數圖象性質均可作為突破口。
題目
已知點C是射線y=1/2x(x>0)上一動點,直線MN交y軸于點B(0,4),交x軸負半軸于點A,點E是直線AB上一動點,點H在x軸正半軸上.
(1)如圖1,若∠CBO=2∠MBC,∠CAO=2∠CAB,求∠BCA;
(2)如圖2,若∠BCO=2∠COH,求直線BC的解析式;
(3)當OCBE為平行四邊形,△OBC為等腰三角形時,求點E的坐標.
解析:
01
(1)關于角度之間的數量關系,通常情況下用字母表示會快捷一些,不妨設∠MBC=α,則∠CBO=2α,設∠CAB=β,則∠CAO=2β,如下圖:
對于△AOB,∠MBO是它的一個外角,則∠MBO=∠BAO+∠AOB,即3α=3β+90°,可得α-β=30°;
對于△ABC,∠MBC是它的一個外角,則
∠MBC=∠BAC+∠BCA,即α=β+∠BCA,可得∠BCA=α-β=30°;
02
(2)倍角條件通常可化為等角條件,“截大補小”,本題中采用前者,過點C作CD⊥y軸,如下圖:
顯然CD∥x軸,得∠DCO=∠COH,而由∠BCO=2∠COH,可知CD平分∠BCO,這樣容易證明點D是OB中點,從而得到點C縱坐標為2,于是C(4,2),結合點B坐標(0,4),可求出直線BC的解析式為y=-1/2x+4;
03
(3)本題圖形的存在性有兩層,首先是等腰三角形OBC,其次是平行四邊形OCBE,要注意的是,平行四邊形四個頂點順序是相對固定的,這句話不同于“以O、C、B、E為頂點的平行四邊形”,需要討論的情況不會那么多,我們首先針對等腰△OBC進行分類:當BC=OC時;當BC=BO時;OB=OC時;
①當BC=OC時,這是最為簡單的一種情況,幾乎可以直接看出結果,如下圖:
其中點E和點C關于y軸對稱,因此E(-4,2);
若沒有名稱規定限制,其實還有如下平行四邊形,如下圖:
錯誤示例
當然這兩個圖形并不符合本小題要求,它們的名稱分別是平行四邊形OBCE和平行四邊形OBEC;
②當BC=BO時,如下圖:
過點C作CD⊥y軸,利用點C在直線y=1/2x上的特點,設C(2t,t),于是CD=2t,BD=4-t,BC=BO=4,Rt△BCD中,由勾股定理列方程得16=(4-t)2+4t2,解得t=8/5,于是C(16/5,8/5),根據OE與CB平行且相等,由平移性質求得E(-16/5,12/5);
③當OB=OC時,如下圖:
輔助線同上,仍然設C(2t,t),在Rt△COD中,利用勾股定理求出t=4√5/5,于是C(8√5/5,4√5/5),同樣由平移性質求得E(-8√5/5,4-4√5/5);
綜上所述,點E總共有三種情況,分別是(-4,2),(-16/5,12/5),(-8√5/5,4-4√5/5).
解題反思
從閱卷結果來看,本小題的答題情況明顯兩極分化,從得分段上來看,0分居多,一般能完成第1問的,基本上第2問也能夠完成,所以6分比3分人數要多,剩下得到6分以上的比較少。在得分答卷中,滿分較少,這里需要說明的是,只寫答案不給過程,評分是1分,最后一問寫出6個甚至9個坐標的,雖然都是對的,但不在題目要求范圍內,相應扣了1分,這是典型的審題錯誤。這道題對學生的區分主要是第3問的那句“平行四邊形OCBE”上,與數學知識關系不大。
本題方法眾多,也可利用等腰三角形三線合一,全等三角形等求坐標,基本上平時認真學習的學生,在這道題上并不會感到有多大困難。
僅對最后一小題的區分設置提出一點個人看法,如果是通常的存在性問題探究,那么我們一般不會區分四個頂點的順序,這樣自由度更大,也更貼近考察學生的本意,當然這樣的話會出現總共9種情況,確實多了一點,如何減少結果個數,同時又能利用數學思維本身的提升去區分學生呢?
只需要把平行四邊形改為菱形。
“以O、C、B、E為頂點的菱形”,至于哪條線段為邊,哪條線段為對角線,由學生自由探索,有興趣的老師們可以試試。
當然這樣修改之后,對學生而言難度提升有限,但好處是減少因讀題產生的誤區,這道題看上去是一次函數壓軸題,實質上卻是一道幾何題。
在平時教學中,如何培養學生分類討論的習慣,這需要我們在課堂上給學生足夠的時間去思考,從不同角度看,從不同角度思考,相互交流印證,拓寬思維,養成習慣。
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