对解题演算型微课设计的探讨─以《解三角形中的最值问题》为例
微课是以教学视频为主要呈现形式,围绕学科知识点,如习题、疑难问题、实验操作等,进行展开的教学形式.解题演算型主要以一道或几道典型例题为载体,分析解题思路,讲解解题过程,归纳和总结解题方法,以达到一般性的知识学习、知识巩固的目的.它主要应用于对典型例题的讲解、演算和逻辑推理等过程中,属于程序性知识.现以微课《解三角形中的最值问题》为例进行探讨.
一、选题
选题是解题演算型微课的关键,选题是否恰当合理,是否符合学生的认知水平,是否难度适中,是否满足课堂教学目标等,都是值得注意的问题。所以,在选题时,教师一定要仔细研究、斟酌.对于解三角形中的最值问题,笔者选择如下例题.
例题:(2018江苏高考)在中,角A、B、C所对的边分别为a,b,c,
∠ABC=120°,∠ABC的平分线交AC于点D,且BD=1,则4a+c的最小值为 .
解三角形中的最值问题是高考的热点问题,由于它包含了正弦定理和余弦定理的应用、函数的最值、基本不等式的应用等知识点,综合性比较高,对学生而言难度较大.此微课选用的例题考查了多个高中数学知识点的综合运用,不但可以有多种解法,而且可以将学生有关基本不等式运用中的易错点暴露出来,是一道典型的例题.
二、破题
1.知识点复习
复习内容:正弦定理、余弦定理、基本不等式(强调使用条件)
2.突破点呈现
由角平分线这一条件我们可以得到三个角的关系,题目中又涉及到三条边,从而联想到寻找三个三角形的面积关系,通过正弦定理转换为边之间的关系贴近问题.另一方面,由于∠ABD=∠BDC,以点B为原点,角平分线BD所在直线为X轴建立平面直角坐标系,可以利用向量这一工具,把几何问题转化为代数问题解答.
三、解题
解法1:即csin60°+asin60°=acsin120°
∴a+c=ac,+=1,4a+c=(4a+c)(+)=5++≥9,当且仅当=,即a=,c=3时等号成立.∴4a+c的最小值为9.
解法2:在得到a+c=ac后,由c=,∴4a+c=4a+=4a++1=4(a-1)+ +5≥2+5=9,当且仅当a=时等号成立.∴4a+c的最小值为9.
解法3:同2,在得到4a+c=4a+后,构造函数f(x)=4x+(x >1),
f′(x) =,当x∈(0,)时,f′(x)<0;当x∈(,+∞)时,f′(x)>0.故f(x)在(0,)上单调递减,在(,+∞)上单调递增.当x=时,f(x)有最小值9,即4a+c的最小值为9.
解法4:以B为原点,BD所在直线为x轴建立平面直角坐标系.则D(1,0),∵AB=c,BC=a, ∴A(,),C(,),∵A、D、C三点共线,
∴∥,∴(1-)()+(-1)=0,∴a+c=ac,以下解法与解法1相同.
四、归纳
1.易错点分析
在解法2中,由4(a-1)=解得a=或a=,那为何舍去“”呢?这是因为有一个隐含结论c=>0,所以a>1,利用基本不等式求最值,最后必须检验“=”成立的条件.在解法3中求函数的最值问题一定要留意变量a的取值范围.
2.归纳出一般性方法
求解三角形中的最值问题时,涉及到边长的问题可以利用正弦定理、余弦定理、面积公式等转化为基本不等式,如巧用“1”、配凑出“ax+ ”类型的式子等.另外,要注意在求最值时的三个条件是否同时成立,也可以通过两条边的关系用其中一条边来表示另一条,从而通过构造函数求最值.涉及到角相等、共线、垂直等条件时,要考虑是否可以通过建立坐标系利用向量转化为代数运算.
五、链题
在中,内角A、B、C所对的边分别为a,b,c,且,