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数学专题讲座——开放性问题

来源: 作者: 仁爱中学数学组 施存锷 时间:2008-09-16 Tag: 点击:

          

一.知识网络梳理

教育部于19992000年接连印发的《关于初中毕业、升学考试改革的指导意见》中明确要求,数学试题应设计一定的“开放性问题”。此后,开放型试题成为各地中考的必考试题。所谓的开放型试题是指那些条件不完整,结论不确定的数学问题,常见的类型有条件观察、比较、分析、综合、抽象、概括和必要的逻辑思想去得出结论,对激发学习兴趣、培养想像、扩散、概括、隐喻等水平思维能力的探索创新能力十分有利,是今后中考的必考的题型。

开放型试题重在开发思维,促进创新,提高数学素养,所以是近几年中考试题的热点考题。观察、实验、猜想、论证是科学思维方法,是新课标思维能力新添的内容,学习中应重视并应用。

开放题是中考题多样化和时代发展要求的产物,单一的题型和测试目标限制了考生应用知识解决实际问题的能力,不利于激发学生的创造性。开放性试题能为考生提供更大的考虑问题的空间,在解题途径方面也是多样的,这样的试题是十分有利于考生发挥水平的,也有利于考生创新意识的培养。

开放题的特征很多,如条件的不确定性,它是开放题的前提;结构的多样性,它是开放题的目标;思维的多向性,它是开放题的实质;解答的层次性,它是开放题的表象;过程的探究性,它是开放题的途径;知识的综合性,它是开放题的深化;情景的模拟性,它是开放题的实践;内涵的发展性,它是开放题的认识。过程开放或结论开放的问题能形成考生积极探究问题情景,鼓励学生多角度、多侧面、多层次地思考问题,有助于充分调动学生的潜在能力。

题型1条件开放与探索

条件开放探索题的明确特征是缺少确定的条件,问题所需补充的条件不是得出结论的必要条件,所需补充的条件不能由结论推出。

题型2结论开放与探索

给出问题的条件,让解题者根据条件探索相应的结论,并且符合条件的结论往往呈现多样性,或者相应的结论的存在性需要解题者进行推断,甚至要求解题者探求条件在变化中的结论,这些问题都是结论开放性问题。它要求解题者充分利用条件进行大胆而合理的猜想,发现规律,得出结论,这类题主要考查解题者的发散性思维和所学基本知识的应用能力。
题型3解题方法的开放与探索

策略开放性问题,一般指解题方法不惟一或解题途径不明确的问题,这类问题要求解题者不墨守成规,善于标新立异,积极发散思维,优化解题方案和过程。

二、知识运用举例

(一)条件开放

1.(04苏州) 已知x1,y1),(x2,y2)为反比例函数 图象上的点,当x1x20,y1y2,k的一个值可为           (只需写出符号条件的一个k的值)

: 答案不唯一,只要符合k0即可,如k= 1,或k= 2……。

 

2.(05深圳市) 如图,已知,在△ABC和△DCB中,AC=DB,若不增加任何字母与辅助线,要使△ABC≌△DCB,则还需增加一个条件是__

 

 

D

B

C

 

 

 

 

 

 


                     2                                     

 

:答案不惟一.:AB=DC;ACB=DBC;A=D=Rt….

 

307南京市)已知点 位于第二象限,并且 为整数,写出一个符合上述条件的点 的坐标:                     

答: 六个中任意写出一个即可

 

405梅州)如图,四边形ABCD是矩形,O是它的中心,EF是对角线AC上的点。

1)如果           ,则ΔDEC≌ΔBFA(请你填上能使结论成立的一个条件);

2)证明你的结论。

 

分析:这是一道探索条件、补充条件的开放型试题,解决这类问题的方法是假设结论成立,逐步探索其成立的条件。

:(1AE=CFOE=OFDEACBFACDEBF等等)

     2)∵四边形ABCD是矩形,∴AB=CDABCD,∠DCE=BAF

        又∵AE=CF,∴ACAE=ACCF,∴AF=CE,∴ΔDEC≌ΔBAF

说明:考查了矩形的性质及三角形全等的判定。

 

506泰州市)已知:∠MAN=30°,O为边AN上一点,以O为圆心,2为半径作⊙O,交ANDE两点,设AD=x

  1)如图(1)当x取何值时,⊙OAM相切;

2)如图(2)当x为何值时,⊙OAM相交于BC两点,且∠BOC=90°.

【解答】(1)在图(1)中,当⊙OAM相切时,设切点为F

连结OF,则OFAM∵在RtAOF中,∠MAN=30°,

OF= OA.∴2= x+2),∴x=2

∴当x=2时,⊙OAM相切.

2在图(2)中,过点OOHBCH

当∠BOC=90°时,△BOC是等腰直角三角形,

BC= =2

OHBC,∴BH=CH,∴OH= BC=

RtAHO中,∠A=30°,

OH= OA,∴ = x+2),∴x=2 -2

∴当x=2 -2时,⊙OAM相交于BC两点,且∠BOC=90°.

【点评】解答这类问题往往是把结论反过来当条件用,本例利用了圆的切线性质和垂径定理,构造特殊直角三角形,使问题得以求解.

 

 

(二)、结论开放

105湖南湘潭)如图,在△ABC中,AB=ACADBCD为垂足。由以上两个条件可得________(写出一个结论)

解:∠1=2BD=DC或△ABD≌△ACD等。

 

 

204徐州)如图,◎Ol与◎O2相交于点AB,顺次连结0lA02B四点,得四边形01A02B

  (1)根据我们学习矩形、菱形、正方形性质时所获得的经验,探求图中的四边形有哪

    些性质?(用文字语言写出4条性质)

性质1________________________________       

性质2________________________________

性质3________________________________

性质4________________________________

(2)设◎O1的半径为尺,◎O2的半径为r(R>r)0l,02的距离为d.当d变化时,

  四边形01A02B的形状也会发生变化.要使四边形01A02B是凸四边形(把四边

形的任一边向两方延长,其他各边都在延长所得直线同一旁的四边形)。则d的取

值范围是____________________________

解:(1)是开放性问题,答案有许多,如:

性质1:相交两圆连心线垂直公共弦;

性质2:相交两圆连心线平分公共弦;

性质3:线段01A=线段01B

性质4:线段02B=线段02A

性质5:∠01A02=01B02

等等。

2)实质是相交两圆的dR+r的关系,应为RrdR+r.

 

306莆田市)已知矩形ABCD和点P,当点P在边BC上任一位置(如图①所示)时,易证得结论:PA2+PC2=PB2+PD2,请你探究:当P点分别在图②、图③中的位置时,PA2PB2PC2PD2又有怎样的数量关系?请你写出对上述两种情况的探究结论,并利用图②证明你的结论.

    答:对图②的探究结论为__________

对图③的探究结论为_________

    证明:如图2

    结论均是:PA2+PC2=PB2+PD2

    证明:如图②过点PMNADAD于点M,交BC于点N

    ADBCMNAD,∴MNBC

    RtAMP中,PA2=PM2+MA2

    RtBNP中,PB2=PN2+BN2

    RtDMP中,PD2=DM2+PM2

    RtCNP中,PC2=PN2+NC2

    PA2+PC2=PM2+MA2+PN2+NC2

    PB2+PD2=PM2+DM2+BN2+PN2

    MNADMNNCDCBC

    ∴四边形MNCD是矩形.

    MD=NC

    同理  AM=BN

    PM2+MA2+PN2+NC2=PM2+DM2+BN2+PN2

    PA2+PC2=PB2+PD2

    【评析】本题也是一道结论开放题,通过阅读题目已知条件及要求,不难探究出正确结论,但是说明理由时,有一定的难度.正确作出辅助线,创造使用勾股的条件,是解决问题的关键.

 

 

(三)、综合开放

A

D

H