很多孩子看别人"巧解"一道数学题,第一反应是:"这谁想得到?"
其实巧解很少靠灵感。大部分巧解,都是题目里有个信号,看到它,就做一个固定动作。认不出信号,就只能硬算;认出来了,一步就到。
下面三道中考经典题,每道先想想你会怎么做,再看常规做法和巧解差在哪。
第 1 题|蚂蚁爬圆柱
一个圆柱高 12 cm,底面周长 10 cm。一只蚂蚁从圆柱底部的 A 点,沿侧面爬到对面顶部的 B 点,最短要爬多远?
常规思路:先竖直爬上去 12,再绕半圈 5,一共 17 cm。
这条路能走到,可不是最短的。
巧解:把圆柱侧面剪开、铺平。A 到 B 正好隔了半圈,铺平以后,就是一个宽 5(半个周长)、高 12 的长方形,最短路线就是它的对角线。5、12、13 是一组勾股数,答案 13 cm,比 17 cm 少了 4 cm。
出题人挖的坑:铺平以后,宽是半周长 5,不是整圈 10。A 和 B 在圆柱的两对面,只隔了半圈。

信号:在立体图形表面上找最短路线 → 展开成平面
第 2 题|将军饮马
A、B 两地在一条河的同一侧,A 离河 2 km,B 离河 4 km,两地水平相距 8 km。要在河边选一点 P 饮马,使 PA + PB 最短,最短是多少?
常规思路:设 P 的位置为 x,写出 PA + PB 的式子,两个根号相加求最小值。这超出了初中的计算能力,基本算不下去。
巧解:把 B 关于河作对称,得到 B′(在河对岸,同样离河 4 km)。河边任意一点 P 到 B 和到 B′ 的距离都相等,所以 PA + PB = PA + PB′。A 到 B′ "两点之间线段最短",直接连起来就行:水平 8,竖直 2 + 4 = 6,
PA + PB 最小 = AB′ = √(8² + 6²) = 10 km。
AB′ 和河的交点,就是 P。

信号:直线同一侧有两点,求距离和最小 → 作对称
第 3 题|整体代入
已知 x + y = 5,xy = 3,求 x² + y² 的值。
常规思路:先把 x、y 解出来,会得到 (5 ± √13)/2,再分别平方、相加。能算对,可是又慢又容易出错。
巧解:根本不用求 x 和 y。完全平方公式变一下形:
x² + y² = (x + y)² − 2xy = 25 − 6 = 19

信号:题目给了"和"与"积",要求平方和 → 整体代入,拼完全平方
这个信号还会换着样子出现:求 (x − y)²,求 1/x + 1/y,求 x³ + y³,都是同一招。
三个信号,贴在书桌前

巧解的本质,就是"信号 → 动作"的配对。孩子做完一道巧解题,最值得问他的一句话不是"答案对不对",而是:
"这道题里,是哪个信号提醒你这么做的?"
能说出信号,下次换个样子他也能认出来;说不出,这一招就只是碰巧会了。
反过来也一样:认不出信号的时候,就老老实实用常规方法。巧解是锦上添花,常规方法才是保底。
留一道题
还是那个圆柱(高 12,底面周长 10)。这次蚂蚁要绕一整圈,爬到起点 A 的正上方。展开以后,长方形的宽是多少?A. 5 cm B. 10 cm
答案在留言区,也可以看 10 月 16 日的视频。
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