一道課本例題的審題、解題策略及解法

人教版《數學》七下的《實數》一章,講到估計無理數的大小時,為契合本節課的主題設置如下一道例題:

一道課本例題的審題、解題策略及解法

小麗想用一塊麵積為400cm^2的正方形紙片,沿著邊的方向裁出一塊麵積為300cm^2的長方形紙片,使它的長寬之比為3:2.她不知能否裁得出來,正在發愁,小明見了說:“別發愁,一定能用一塊麵積大的紙片裁出一塊麵積小的紙片.”你同意小明的說法嗎?小麗能用這塊紙片裁出符合要求的紙片嗎?

分析題義:簡言之,從一個正方形中裁剪出一個長方形,能否辦到?

按直覺,從面積的大的正方形紙片中,裁剪出面積小的長方形紙片,應該是可行的。

顯然這種直覺是膚淺的。要剪出的長方形,如果沒有其他限制條件,當然是可行的,但此題中的長方形是有限制條件的!細品一下,這些限制條件可以分成兩類,其一是裁剪方式:沿正方形邊的方向裁剪;其二是長方形的大小:面積和邊長(比)。


一道課本例題的審題、解題策略及解法


正因為有了上述兩類條件的限制,問題的答案才變得不確定,必須結合具體條件,通過數學計算才能回答(yes or no)。

從裁剪方式分析,沿著正方形一邊方向裁剪,意味著裁剪出的長方形最大邊長是這個正方形的邊長,即長方形的最大邊長=正方形的邊長=√400=20。

從長方形的大小分析,面積=長寬之積=300,長寬之比=3:2。

解題策略分析,將上述限制條件進行組合,有下列三種方式:

①長方形最大邊長=√400=20,長寬之比=3:2,檢驗長方形面積是否滿足條件;

②長方形最大邊長=√400=20,長方形面積=300,檢驗長方形長寬之比是否滿足條件;

③長方形的面積=300,長寬之比=3:2,檢驗長方形的最大邊是否符合條件。


一道課本例題的審題、解題策略及解法


由以上解題策略分析,就可以對應以下三種解法:

(以下解法中,長度單位均為:cm,面積單位均為:cm^2,特此說明)

解法①

由正方形的面積=400,得正方形的邊長=√400=20,

由沿正方形的邊的方向裁剪,得長方形的最大邊(長)=20,

由長方形長寬之比=3:2,得長方形的寬=2/3長=2/3x20=40/3,

此時,長方形的面積=20x40/3=800/3小於300,即長方形的面積不符合要求,所以小明的說法錯誤,不可能裁剪出符合要求的長方形。

解法②

由正方形的面積=400,得正方形的邊長=√400=20,

由沿正方形的邊的方向裁剪,得長方形的最大邊(長)=20,

由長方形的面積=300,得長方形的寬=300/20=15,

此時,長寬之比=20:15=4:3≠3:2,即長方形長寬之比不符合要求,所以小明的說法錯誤,不可能裁剪出符合要求的長方形。

解法③

由長方形長寬之比=3:2,若設長方形的長=3a,則寬=2a,

由長方形的面積=300,得3a×2a=300,a=√50,所以長方形的最大邊(長)=3√50=√450,

因為√450

所以小明的說法錯誤,不可能裁剪出符合要求的長方形。

結語

本題三種解法,解法①②更直接和簡便,但課本為了突出比較實數(無理數)大小這一知識點,選擇瞭解法③,這種做法太差強人意。從解題優化的角度來說,課本的做法也不是明智的選擇,限制了學生的思維。

一道課本例題的審題、解題策略及解法


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