改编陈题须慎重
江苏如皋白蒲高级中学 陈军 张云飞 (邮编:226511)
高考命题的途径之一是改编陈题,近几年的高考几乎每年都有改编自课本习题、历年高考题、竞赛试题的题目,因此,改编陈题的能力是每位数学教师的基本能力。改编陈题的方式有多种多样,如特殊化、一般化、交换陈题的条件和结论等等,但不管以何种方式改编陈题,有一条是最基本的,那就是改编陈题须慎重,否则稍不注意便会出错。
例1 如右图,立方体AC1中,EC1 = 2ED1,FC1 = FB1,试求VEFC1 -DBC
。
这是某数学刊物中的一道例题。该文作者紧紧围绕例 1 展开教与学,充
分体现了以教师为主导,学生为主体的教学原则,在充分暴露学生的思维过程中让学生明白产生错误的原因,从错误中汲取教训,为如何上好一堂习题课树立了良好的榜样,但可能令该文作者也始料不及的是:例 1 是一道错题!
为求VEFC -DBC,该文作者引导学生连接EB等,把几何体EFC1 - DBC分割成三个三棱锥:E - C1CF,E - BCF,E - BDC,得
VEFC -DBC = VE-C1CF+VE-BCF+VE-BDC
1
= (18 +
1 1
9 + 6
)a3
1 3
= 3 a 。
但若连接 DF 等,把几何体 EFG-DBC 分割成三个三棱锥 E-C1CF,E-DCF, D-BCF(如右图),则得
VEFC1 -DBC = VE-C1CF+VE-DCF + VD-BCF
= ( 1 + 1 + 1 )a3 = 11 a 3 。
18 12 6 36
从而就得出同一个几何体有两种不同的体积! 错在哪里?
事实上,由于D、B、F、E四点不共面,例1中的几何体EFC1 - DBC是
不确定的,若分别以 BE 或 CF 为棱,可得到两个不同的六面体,无法定出其体积,即例 1 是一道错题!
据笔者分析,本题可能是源出于以下陈题:在正方体AC1中,E、F分别 是C1D1、B1C1的中点,求几何体EFC1 - DBC的体积。该文作者为检验学生对台体、拟柱体及立几中切割补形等数学思想方法的掌握程度,把E为D1C1 中点改为D1C1的1 / 3等分点。但就是这么随便一改,却改出了一道错题。
例2 如下左图,在斜三棱柱ABC - A 1B1C1中,
AA 1 = AC = BC = a,∠A 1AC = 60°,二面角A-CC1 - B为120°,求三棱柱的侧面积。
略解:把侧面AC1与侧面BC1展开摊平在一个平面内,如上右图所示
,连A1B,在△ABA1内,∠A1AB=60°,AA 1=a,AB=AC+CB=2a,
∴∠AA1B=90°,即A1B⊥AA1。∵CC1∥AA1,
∴A1B⊥CC1,即A 1D⊥CC1且BD⊥CC1,
回到立体图中,作A1D⊥CC1于D,连BD,则BD⊥CC1,∴∠A1DB
3 3
= 120°,容易求得A1D=BD =
2 a,由余弦定理得A1B = 2 a,则三棱锥
的侧面积为S =(
3 3 3 1
a + a+ a)a
3+2 3)a2 。
侧 2 2
2 = 2 (
以上解法错了,错在哪里?错在把侧面 AC1 与侧面 BC1 展开摊平在一个平
面内,误认为得到一个平行四边形 ABB1A1。实际上,只有当∠C1CB=60°时图形 ABB1A1 才是平行四边形。也就是说,以上例题是一道错题。为什么会产生错误呢?笔者以为是改编陈题时不慎所致,据分析本题可能源出自以下陈题:已知平行四边形 ABCD 中,∠A=60°,AD=a,AB=2a,M、N 分别是 DC、AB 的中点,沿 MN 翻折四边形 ABCD 构成二面角 A-MN-B,问这个二面角多大时,三棱锥 ABN-DCM 的体积最大,并求出最大值。
从以上陈题及例 2 的比较可以看到,命题者误以为陈题从平行四边形翻折得三棱柱,反之将三棱柱侧面展开也得一个平行四边形,这是改编陈题中想当然。
从以上过程明显地看到:只要在例 2 中加上条件“∠C1CB=60°”便知
例 2 是一道不可多得的好题。