中國人擅長感性的具象思維,需要加強理性抽象思維的訓練。
抽象思維以最明亮最透徹的方式與最豐富生動的具象思維交流,無疑是腦和心的戀愛,思維與情感的默契配合,讓思想進入永恆又隨即讓靈感爆發。
數學更是培養抽象思維的利器,抽象也是不斷升級的,各種解題的套路、方法、模型還要進一步抽象出更有一般性更具通用性的策略、原則。
我們總結了數學解題的策略要訣:「加減、進退、分合、動靜」。
運用的原則:缺則加之,餘則減之;能進則進,難進則退;條分縷析,整合重組;以動破靜,以靜制動。
本文談一談「靜」的策略。
當問題中的元素相互靜止孤立無法建立聯繫的時候,我們可以讓相關元素「動」起來,便於建立新的聯繫。相反地,當問題中的元素處於變動不定的狀態不好把握的時候,我們可以讓動態元素「靜」下來,便於看清它的真面目找到數量聯繫。
下面以本地剛剛結束的期中考試最後一題為例。
例.已知,△ABC在平面直角坐標系中的位置如圖①所示,A點坐標為(﹣6,0),B點坐標為(4,0),點D為BC的中點,點E為線段AB上一動點,連接DE經過點A、B、C三點的拋物線的解析式為y=ax^2+bx+8.
(1)求拋物線的解析式;
(2)如圖①,將△BDE以DE為軸翻折,點B的對稱點為點G,當點G恰好落在拋物線的對稱軸上時,求G點的坐標;
(3)如圖②,當點E在線段AB上運動時,拋物線 的對稱軸上是否存在點F,使得以C、D、E、F為頂點的四邊形為平行四邊形?若存在,請直接寫出點F的坐標;若不存在,請說明理由.
解析:
(1)代入坐標求得y=-1/3x^2-2/3x+8.
(2)解法一:G是動點,但它是有條件的即DG=DB=2√5,滿足這個條件的所有點的集合構成一個圖形,即為以D為圓心,2√5為半徑的圓,這個圓就是動點G的靜止狀態,這樣G點既在直線x=-1上,又在圓D上,取其交點即可。
如下圖,我們把動點靜止下來轉化成一個定圓,就可以非常很快看出點G的位置再利用勾股定理順利求出G點坐標。
解法二:點G直線上的動點,但它的橫坐標是定的,我們可以設它的坐標為(-1, m),它還滿足GD=BD,由此建立關係式求解。
這也是用「靜」的觀點,點是動的,它所在的線是靜的,它到D的距離也是定的,由此出發確立關係求解。
(3)解法一:如下圖,先把動點的位置確定,再利用數量關係計算。注意,動點無規律,圖形有規律,我們要根據平行四邊形的性質特徵畫圖,以CD為邊時把CD平移,以CD為對角線時繞CD中點旋轉。下圖畫法位置不同,方法相同,都是利用平行四邊形得直角三角形全等,具體計算過程略。
解法二:對平行四邊形了解比較深入的同學知道:「平行四邊形對角頂點的坐標之和相等」,這個規律很容易推導的,這裡不再贅述,我們直接用這個規律。
E、F兩點的位置是運動變化的,但它們的坐標表示方法是不變的,即為E(a, 0)、F(-1, b),加上已知點C(0, 8)、D(2, 4),這也是動中取靜。由此考慮三種情況:
①E與F是相對頂點,a-1=0+2, b+0=4+8, a=3, b=12, F(-1, 12);
②E與C是相對頂點,a+0=-1+2, b+4=8+0, a=1, b=4, F(-1, 4);
③E與D是相對頂點,a+2=-1+0, b+8=4+0, a=-3, b=-4, F(-1, -4)。