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纵观近几年的中考数学填空压轴题,可以发现探索规律类试题备受青睐,因为此类试题能比较系统地考察学生的逻辑推理能力,以及运用所学知识和方法分析、解决数学问题的能力,还能让学生在解题过程中感受数学文化、拓宽数学视野,提升数学修养。根据《数学课程标准》中“在评价中设置一些探索题与开放题,以更多地暴露学生的思维过程”的理念,试题不断突破传统模式,视角新颖,综合性强,结构独特,区分度明显,探索规律题型正符合这一特征,逐步成为中考的又一个亮点,同时也成为中考得分的一个难点。
探索规律型问题指的是根据已知条件或所提供的若干个特例,发现题目所蕴含规律与特征的一类探索性问题。通常情况下,规律是指变量的变化规律,而这些变量通常按照一定的顺序呈现,呈现过程又与序数(n)紧密联系在一起。因此,把变量和序数(n)放在一起加以类比,就比较容易发现其中的奥秘。下面通过考题说明此类题型的解题策略。
一、探索数列的变化规律
例1. 古希腊数学家把数1,3,6,10,15,21… … 叫做三角形数,它有一定的规律性,若把第一个三角形数记为a1,第二个三角形数记为a2,…,第n个三角形数记为an,计算a2-a1,a3-a2,a4-a3,…,由此推算,a100-a99= ,a100= 。
解题思路,这是一组有规律的数列,首先给这组数编上序号,①1,②3,③6,④10,⑤15,⑥21… …,观察相邻两个数的关系,可以得出第②个数比第①个数多2,第③个数比第②个数多3,依此类推,可以猜想出规律:第n个数比第(n-1)个数多n。如何用代数式表示这个规律呢?也就是要求第(n)个数是多少?这时用前面找到的规律,先列出前面几个数的规律关系:第②个数可以表示成①+2,第③个数可以表示成②+3,… … 这是相邻两个数与序数(n)的关系,列式时最好把这些式子列成竖排,方便进行类比。通过上、下式子的比较,再把每一个数进行分解,相信到第④或⑤个数时,就可以很轻松的用含序数(n)的代数式表示规律了。有的学生规律找对了,但式子列错了,怎么办了?为了避免规律发现但列式错误,最好的办法就是用特殊值代入归纳得出的代数式中去验证,当n=1、2、3时,求第①、②、③个数,看是否与已知相符,如果相符就正确,不相符就错了。
① a1=1
② a2=1+2=3
③ a3=3+3=1+2+3=6
④ a4=6+4=1+2+3+4=10
⑤ a5=10+5=1+2+3+4+5=15
… … …
(n)an=1+2+3+4+5+… …n=
所以 , , 。
本题以三角形数列为背景,是纯数字的探索规律题,考察了公式 的灵活运用。通过对本题的探讨,我们可以得出解探索规律型问题的关键是找出变量的变化规律,基本策略是用“观察 → 猜想 →类比 →归纳 → 验证”的思想方法,从特殊到一般,用序数①,②,③…(n)把数字的变化规律用含序数(n)的代数式表示出来,再从一般到特殊,验证代数式表示规律的正确性,这样大大提高了学生解题的成功率。
二、探索图形的变化规律
有些探索规律题以图形的变化规律呈现,题目看上去有点长,图形变化复杂但有趣。只要认真审题,分析图形的形成过程及变化的趋势,把其中主要的、关键的内容找出来,通过类比,可以发现图形的相同点和不同点,通过数形结合的数学思想方法,更容易找到图形的变化规律,这样题目的难度就会大幅度降低,问题也就容易解决了。
例2.有若干张边长都是2的四边形纸片和三角形纸片,从中取一些纸片按如图所示的顺序拼接起来(排在第一位的是四边形),可以组成一个大的平行四边形或一个大的梯形。如果所取的四边形与三角形纸片数的和是5时,那么组成的大平行四边形或梯形的周长是______ ;如果所取的四边形与三角形纸片数的和是n,那么组成的大平行四边形或梯形的周长是________ 。
解题思路,根据题意先把图形从特殊到一般,逐个画出来,并给每个图编上序号①,②,③,④,⑤。
把所取的四边形与三角形纸片数的和是1时,记作C1,把所取的四边形与三角形纸片数的和是2时,记作C2,把所取的四边形与三角形纸片数的和是3时,记作C3,… … 依此类推,把所取的四边形与三角形纸片数的和是n时,记作Cn 。观察图形,可以轻松算出C1 =8,C2 =10,C3 =14 ,C4 =16 ,C5 =20。那Cn怎么算呢?再看图形的变化规律,猜想相邻两个图形间的变化有什么规律?这里体现了分类讨论的数学思想,每次增加一个三角形或四边形。什么时候增加三角形,什么时候增加四边形成为此题的一个难点?当序数(n)为偶数时增加的是三角形,当序数(n)为奇数时增加的是四边形。每增加一个三角形时周长增加一个边长,当每增加一个四边形时周长增加2个边长,也就是说,当n为偶数时周长加2,n为奇数时周长加4。
综上所述,由于规律探索题既能训练学生的逻辑推理能力,又能培养学生的创造意识,提高学生的创新能力,因而成为中考的热点、亮点、难点。这就启发广大数学教师必须注重过程教学,用科学的方法引导学生经历探索规律的过程,在这样的过程中让学生感受数学的美,感受探索規律的快乐,搞升解决数学难题的自信心,逐步培养学生的独立探究能力。
探索规律型问题指的是根据已知条件或所提供的若干个特例,发现题目所蕴含规律与特征的一类探索性问题。通常情况下,规律是指变量的变化规律,而这些变量通常按照一定的顺序呈现,呈现过程又与序数(n)紧密联系在一起。因此,把变量和序数(n)放在一起加以类比,就比较容易发现其中的奥秘。下面通过考题说明此类题型的解题策略。
一、探索数列的变化规律
例1. 古希腊数学家把数1,3,6,10,15,21… … 叫做三角形数,它有一定的规律性,若把第一个三角形数记为a1,第二个三角形数记为a2,…,第n个三角形数记为an,计算a2-a1,a3-a2,a4-a3,…,由此推算,a100-a99= ,a100= 。
解题思路,这是一组有规律的数列,首先给这组数编上序号,①1,②3,③6,④10,⑤15,⑥21… …,观察相邻两个数的关系,可以得出第②个数比第①个数多2,第③个数比第②个数多3,依此类推,可以猜想出规律:第n个数比第(n-1)个数多n。如何用代数式表示这个规律呢?也就是要求第(n)个数是多少?这时用前面找到的规律,先列出前面几个数的规律关系:第②个数可以表示成①+2,第③个数可以表示成②+3,… … 这是相邻两个数与序数(n)的关系,列式时最好把这些式子列成竖排,方便进行类比。通过上、下式子的比较,再把每一个数进行分解,相信到第④或⑤个数时,就可以很轻松的用含序数(n)的代数式表示规律了。有的学生规律找对了,但式子列错了,怎么办了?为了避免规律发现但列式错误,最好的办法就是用特殊值代入归纳得出的代数式中去验证,当n=1、2、3时,求第①、②、③个数,看是否与已知相符,如果相符就正确,不相符就错了。
① a1=1
② a2=1+2=3
③ a3=3+3=1+2+3=6
④ a4=6+4=1+2+3+4=10
⑤ a5=10+5=1+2+3+4+5=15
… … …
(n)an=1+2+3+4+5+… …n=
所以 , , 。
本题以三角形数列为背景,是纯数字的探索规律题,考察了公式 的灵活运用。通过对本题的探讨,我们可以得出解探索规律型问题的关键是找出变量的变化规律,基本策略是用“观察 → 猜想 →类比 →归纳 → 验证”的思想方法,从特殊到一般,用序数①,②,③…(n)把数字的变化规律用含序数(n)的代数式表示出来,再从一般到特殊,验证代数式表示规律的正确性,这样大大提高了学生解题的成功率。
二、探索图形的变化规律
有些探索规律题以图形的变化规律呈现,题目看上去有点长,图形变化复杂但有趣。只要认真审题,分析图形的形成过程及变化的趋势,把其中主要的、关键的内容找出来,通过类比,可以发现图形的相同点和不同点,通过数形结合的数学思想方法,更容易找到图形的变化规律,这样题目的难度就会大幅度降低,问题也就容易解决了。
例2.有若干张边长都是2的四边形纸片和三角形纸片,从中取一些纸片按如图所示的顺序拼接起来(排在第一位的是四边形),可以组成一个大的平行四边形或一个大的梯形。如果所取的四边形与三角形纸片数的和是5时,那么组成的大平行四边形或梯形的周长是______ ;如果所取的四边形与三角形纸片数的和是n,那么组成的大平行四边形或梯形的周长是________ 。
解题思路,根据题意先把图形从特殊到一般,逐个画出来,并给每个图编上序号①,②,③,④,⑤。
把所取的四边形与三角形纸片数的和是1时,记作C1,把所取的四边形与三角形纸片数的和是2时,记作C2,把所取的四边形与三角形纸片数的和是3时,记作C3,… … 依此类推,把所取的四边形与三角形纸片数的和是n时,记作Cn 。观察图形,可以轻松算出C1 =8,C2 =10,C3 =14 ,C4 =16 ,C5 =20。那Cn怎么算呢?再看图形的变化规律,猜想相邻两个图形间的变化有什么规律?这里体现了分类讨论的数学思想,每次增加一个三角形或四边形。什么时候增加三角形,什么时候增加四边形成为此题的一个难点?当序数(n)为偶数时增加的是三角形,当序数(n)为奇数时增加的是四边形。每增加一个三角形时周长增加一个边长,当每增加一个四边形时周长增加2个边长,也就是说,当n为偶数时周长加2,n为奇数时周长加4。
综上所述,由于规律探索题既能训练学生的逻辑推理能力,又能培养学生的创造意识,提高学生的创新能力,因而成为中考的热点、亮点、难点。这就启发广大数学教师必须注重过程教学,用科学的方法引导学生经历探索规律的过程,在这样的过程中让学生感受数学的美,感受探索規律的快乐,搞升解决数学难题的自信心,逐步培养学生的独立探究能力。