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關(guān)鍵詞:高考;數(shù)學(xué)選擇題;解題策略
如何解高中數(shù)學(xué)選擇題是好多學(xué)生關(guān)注的,福建省高考數(shù)學(xué)滿分一百五十分,一般選擇題共十小題占五十分,因此選擇題做的好壞,直接影響整體分?jǐn)?shù)。如何提高解選擇題的準(zhǔn)確度和速度,就成為廣大師生所追求的熱點(diǎn)??v觀近年高考選擇題,可以發(fā)現(xiàn)絕大多數(shù)題目都有其快捷的特殊解法,而必須用直接法求解的題每年也就是一兩道。因而分析研究高考選擇題的簡(jiǎn)捷解法,從中總結(jié)出一般性的思維方法和規(guī)律,是提高解答選擇題速度的有效途徑。
正因?yàn)檫x擇題的特點(diǎn)是概念性強(qiáng)、充滿思維性、解法多樣性、數(shù)形皆備、題量大、分值高、實(shí)現(xiàn)對(duì)“三基”的考查;可以采用賦值法、排除法、檢驗(yàn)法、估值法、數(shù)形結(jié)合等方法,提高解題的速度與準(zhǔn)確度,切記不要“小題大做”,為解答題的作答爭(zhēng)取寶貴時(shí)間。本文結(jié)合近年高考選擇題,就“速解策略”總結(jié)如下幾點(diǎn)。
一、直接法
直接從題設(shè)條件出發(fā),運(yùn)用有關(guān)概念、性質(zhì)、定理、法則和公式等知識(shí),通過(guò)嚴(yán)密的推理和準(zhǔn)確的運(yùn)算,從而得出正確結(jié)論,然后對(duì)照題目所給出的選擇支“對(duì)號(hào)入座”作出相應(yīng)的選擇。涉及概念、性質(zhì)的辨析或運(yùn)算較簡(jiǎn)單的題目常用直接法。
二、特例法
用特殊值(特殊圖形、特殊位置)代替題設(shè)一般條件,得出特殊結(jié)論,對(duì)各個(gè)選項(xiàng)進(jìn)行檢驗(yàn),從而作出正確的判斷。常用的特例有特殊數(shù)值、特殊數(shù)列、特殊函數(shù)、特殊圖形、特殊角、特殊位置等。
例1.(2013年漳州市高三質(zhì)檢?理5)等比數(shù)列{an}中,其前n項(xiàng)和為Sn=3n-1,則a21+a22+a23+…a2n=( )
A. (3n-1) B.(3n-1) C. (9n-1) D.(9n-1)
解析:令n=1得a1=S1=2, 原式=4
三、排除法
從題設(shè)條件出發(fā),運(yùn)用定理、性質(zhì)、公式推演,根據(jù)“四選一”的指令,逐步剔除干擾項(xiàng),從而得出正確的判斷。
例2.已知函數(shù)f(x)=xn+an-1xn-1+an-1xn-1+…+a1x+a0(n>2且n∈N*).設(shè)x0是函數(shù)f(x)的零點(diǎn)的最大值,則下述論斷一定錯(cuò)誤的是( )
A.f′(x0)≠0 B.f′(x0)=0 C.f′(x0)>0 D.f′(x0)
解析:令f(x)=x3,則x0=0, f′(x0)=0,可以排除B;令f(x)=x3-1,x0=1, f′(x0)>0,可以排除A、C。
四、代入法
將各個(gè)選擇項(xiàng)逐一代入題設(shè)進(jìn)行檢驗(yàn),從而獲得正確的判斷。
例3.不等式x+ >2的解集為( )
A.(-1,0)∪(1,+∞) B.(-∞,-1)∪(0,1)
C.(-1,0)∪(0,1) D.(-∞,-1)∪(1,+∞)
解:取x=2代入成立,排除B、C,取x=-2,排除D,所以選A。
五、圖解法
也叫數(shù)形結(jié)合法。根據(jù)題設(shè)條件作出所研究問(wèn)題的曲線或有關(guān)圖形,借助幾何圖形的直觀性作出正確判斷。
例4.設(shè)函數(shù)f(x)=2-x-1 x≤0x x>0,若f(x0)>1,則x0的取值范圍是( )
A.(-1,1) B.(-1,+∞)
C.(-∞,-2)∪(0,+∞) D.(-∞,-1)∪(1,+∞)
解:(圖解法)在同一直角坐標(biāo)系中,作出函數(shù)y=f(x)的圖象和直線y=1,它們相交于(-1,1)和(1,1)兩點(diǎn),由f(x0)>1,得x01。
嚴(yán)格地說(shuō),圖解法并非屬于選擇題解題思路范疇,而是一種數(shù)形結(jié)合的解題策略。但它在解有關(guān)選擇題時(shí)非常簡(jiǎn)便有效。不過(guò)運(yùn)用圖解法解題一定要對(duì)有關(guān)函數(shù)圖象、方程曲線、幾何圖形較熟悉,否則錯(cuò)誤的圖象反而會(huì)導(dǎo)致錯(cuò)誤的選擇。
六、估值法
由于選擇題提供了惟一正確的選擇項(xiàng),解答又無(wú)需過(guò)程。因此可以通過(guò)猜測(cè)、合情推理、估算而獲得。這樣往往可以減少運(yùn)算量,但加強(qiáng)了思維的層次。
例5.如圖,在多面體ABCDEF中,已知面ABCD是邊長(zhǎng)為3的正方形,EF∥AB,EF= ,EF與面AC的距離為2,則該多面體的體積為( )
A. B.5 C.6 D.
解:由已知條件可知,EF∥平面ABCD,則F到平面ABCD的距離為2,VF-ABCD= ?32?2=6,而該多面體的體積必大于6,故選D。
估算,省去了很多推導(dǎo)過(guò)程和比較復(fù)雜的計(jì)算,節(jié)省了時(shí)間,從而顯得快捷。其應(yīng)用廣泛,它是人們發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、研究問(wèn)題、解決問(wèn)題的一種重要的運(yùn)算方法。
七、坐標(biāo)法
通過(guò)建立平面直角坐標(biāo)系,用代數(shù)方法研究幾何問(wèn)題,可以減少運(yùn)算量,有效簡(jiǎn)化解題過(guò)程。
例6.(2015年福建省質(zhì)檢考?理8)在ABC中,AB=3,AC=4,BC=5,若I為ABC的內(nèi)心,則 ? 的值為( )
A.6 B.10 C.12 D.15
關(guān)建詞: 高考數(shù)學(xué)選擇題 解題方法 特殊方法
高考數(shù)學(xué)選擇題在當(dāng)今高考試卷中,不但題目數(shù)量多,而且占分比例高,有12個(gè)小題,每題5分,共60分。這種題具有概括性強(qiáng),知識(shí)覆蓋面廣,小巧靈活,有一定的綜合性和深度的特點(diǎn)。學(xué)生能否準(zhǔn)確、快速、簡(jiǎn)捷地做好選擇題是高考數(shù)學(xué)能否取得高分的關(guān)鍵。選擇題答案是四選一,只有一個(gè)正確答案,所以除了按部就班的解題方法外,還需要注意一些特殊方法,比如說(shuō)特殊值法、排除法、特例法、數(shù)形結(jié)合法、配方法等等。
一、直接法
直接從題設(shè)條件出發(fā),運(yùn)用有關(guān)概念、性質(zhì)、定理、法則等知識(shí),通過(guò)推理運(yùn)算,得出結(jié)論,再對(duì)照選擇項(xiàng),從中選出正確答案的方法叫直接法。
例1:設(shè)f(x)是定義在(-∞,+∞)的奇函數(shù),f(x+2)=-f(x),當(dāng)0≤x≤1時(shí),f(x)=x,則f(7.5)等于().
A. 0.5 B. -0.5 C. 1.5 D. -1.5
解:由f(x+2)=-f(x),得f(7.5)=-f(5.5)=f(3.5)=-f(1.5)=
f(-0.5).由f(x)是奇函數(shù)得f(-0.5)=-f(0.5)=-0.5,所以選B.
也可由f(x+2)=-f(x),得到周期T=4,所以f(7.5)=f(-0.5)=-f(0.5)=-0.5.
直接法是解答選擇題最常用的基本方法,低檔選擇題可用此法迅速求解。直接法的適用范圍很廣,只要運(yùn)算正確必能得出正確的答案。提高直接法解選擇題的能力,準(zhǔn)確地把握中檔題目的“個(gè)性”,用簡(jiǎn)便方法巧解選擇題,必須建立在扎實(shí)掌握“三基”的基礎(chǔ)上,否則一味求快則會(huì)快中出錯(cuò)。
二、排除法
由于數(shù)學(xué)選擇題答案具有唯一性,所以,在做題時(shí)首先考慮排除法。
例2:不等式|x-1|+|x+2|≤5的解集是().
A. {x|-3≤x≤2} B. {x|-2<x≤1}
C. {x|-1<x<2}D. {x|-3<x<1}
分析:如果原不等式為帶等號(hào)的不等式,則在解集中也應(yīng)帶等號(hào),反之,將集合中的端點(diǎn)值代入原不等式應(yīng)成為等式.將-1,1代入都不能使原不等式成為等式,故排除B,C,D,應(yīng)選擇A.
三、特例法
用特殊值(特殊圖形、特殊位置)代替題設(shè)普遍條件,得出特殊結(jié)論,對(duì)各個(gè)選項(xiàng)進(jìn)行檢驗(yàn),從而作出正確判斷的方法叫特例法。常用的特例有特殊數(shù)值、特殊數(shù)列、特殊函數(shù)、特殊圖形、特殊角、特殊位置等。
例3:已知數(shù)列{a}的通項(xiàng)公式為a=2,其前n和為S,那么CS+CS+…+CS=()
A. 2-3 B. 3-2 C. 5-2 D. 3-4
(提示:一般的解法是:先根據(jù)通項(xiàng)公式a=2求得和的公式S,再代入式子CS+CS+…+CS,再利用二項(xiàng)式展開(kāi)式的逆用裂項(xiàng)求和得解。其實(shí)這既然是小題,就應(yīng)該按照解小題的思路來(lái)求解.)
解:令n=2,代入式子,再對(duì)照選項(xiàng),選B.
當(dāng)正確地選擇對(duì)象,在題設(shè)普遍條件下都成立的情況下,用特殊值(取得愈簡(jiǎn)單愈好)進(jìn)行探求,從而清晰、快捷地得到正確的答案,即通過(guò)對(duì)特殊情況的研究來(lái)判斷一般規(guī)律,是解答本類(lèi)選擇題的最佳策略。
四、數(shù)形結(jié)合法
圖像法就是把問(wèn)題的數(shù)量關(guān)系和空間形式結(jié)合起來(lái)考查的思想,根據(jù)解決問(wèn)題的需要,可以把數(shù)量關(guān)系的問(wèn)題轉(zhuǎn)化為圖形的性質(zhì)問(wèn)題去討論,或者把圖形的性質(zhì)問(wèn)題轉(zhuǎn)化為數(shù)量關(guān)系的問(wèn)題來(lái)研究,簡(jiǎn)言之“數(shù)形相互取長(zhǎng)補(bǔ)短”。
例4:f(x)是定義在R是的偶函數(shù),其圖像關(guān)于直線x=2對(duì)稱(chēng),且當(dāng)x∈(-2,2)時(shí),f(x)=x+1,則當(dāng)x∈(-6,-2)時(shí),則f(x)的表達(dá)式為()
A. f(x)=(x+4)+1 B. f(x)=(x-4)+1
C. f(x)=-(x-4)+1 D. f(x)=-(x+4)-1
分析:當(dāng)x∈(-2,2)時(shí),f(x)=x+1的函數(shù)圖像已知,因?yàn)閒(x)的圖像關(guān)于直線x=2對(duì)稱(chēng)和函數(shù)是偶函數(shù),圖像關(guān)于y軸對(duì)稱(chēng),所以可以畫(huà)出x∈(-6,-2)的圖像.由圖像可知x∈(-6,-2)的圖像與x∈(-2,2)的圖像一樣,只不過(guò)是所在位置不同而已,只要把x∈(-2,2)的圖像向左平移4個(gè)單位,就得到x∈(-6,-2)的圖像,由平移性質(zhì)可得:
x∈(-6,-2)時(shí),f(x)=-(x+4)+1
五、配方法
配方法是對(duì)數(shù)學(xué)式子進(jìn)行一種定向變形(配成“完全平方”)的技巧,通過(guò)配方找到已知和未知的聯(lián)系,從而化繁為簡(jiǎn)。何時(shí)配方,需要我們適當(dāng)預(yù)測(cè),并且合理運(yùn)用“裂項(xiàng)”與“添項(xiàng)”、“配”與“湊”的技巧,從而完成配方。配方法使用的最基本的配方依據(jù)是二項(xiàng)完全平方公式(a+b)=a+2ab+b,將這個(gè)公式靈活運(yùn)用,可得到各種基本配方形式。
例5:已知sinα+cosα=1,則sinα-cosα的值為().
A. 1 B. -1 C. 1或-1 D. 0
分析:已知等式經(jīng)配方成(sinα+cosα)-2sinαcosα=1,求出sinαcosα,然后求出所求式的平方值,再開(kāi)方求解.選C.
選擇題的解題方法很多,為了正確迅速求得結(jié)果,不能拘泥于一種方法,應(yīng)揚(yáng)長(zhǎng)避短,兼蓄并用,靈活溝通,為我所用,特別要注意以下幾點(diǎn)。
(1)解題時(shí)首先考慮間接法,不要一味采用直接法。
(2)在間接法中首先應(yīng)考慮排除法,即便不能全部將干擾項(xiàng)除掉,至少可以排除一部分,從而簡(jiǎn)化剩余部分的選擇程序。
(3)若能迅速判斷某個(gè)答案正確,則可不及其余,當(dāng)機(jī)立斷地做出選擇。
(4)若肯定某個(gè)答案有困難時(shí),可轉(zhuǎn)而去否定其余的答案,只要其余答案被否定了,剩下的一個(gè)答案一定是正確的。
在具體操作上,最好能雙管齊下,把正面肯定與反面否定相結(jié)合,就能沿著最佳途徑準(zhǔn)確迅速地選擇正確答案。
在解答高考數(shù)學(xué)選擇題時(shí)如果能夠做到:準(zhǔn)、快、巧,就能既在選擇題部分獲得高分,又能贏得較多的時(shí)間去解答其它部分的問(wèn)題,從而在高考中取得高分。
許多數(shù)學(xué)概念都是從數(shù)和形兩方面描述的.為了減少運(yùn)算,在審題和解答時(shí),應(yīng)具備借助圖形圖象工具進(jìn)行分析和推理的意識(shí).
在解題中,我們經(jīng)常需借助的圖形圖象工具有:韋恩圖、數(shù)軸圖――用于解決集合、不等式解集等問(wèn)題;基本函數(shù)的圖象――用于分析解決函數(shù)、導(dǎo)數(shù)及數(shù)列等問(wèn)題;幾何性質(zhì)、幾何意義――常用于解決向量、解析幾何問(wèn)題;正方體、長(zhǎng)方體及特殊幾何體――用于研究立體幾何空間點(diǎn)線面的關(guān)系;樹(shù)形圖、表格――通過(guò)枚舉法研究和分析問(wèn)題,等等.
點(diǎn)評(píng): 解法一按部就班,先通過(guò)分類(lèi)討論去絕對(duì)值符號(hào),再分析函數(shù)的單調(diào)性,得到了f(x)的零點(diǎn)數(shù).解法二作出了h(x)=log0.5x與g(x)=0.5x的圖象,根據(jù)基本函數(shù)圖象的交點(diǎn)來(lái)推理求解.不難發(fā)現(xiàn),根據(jù)題目所給的函數(shù)直接求解,無(wú)論是從運(yùn)算量還是解題難度來(lái)說(shuō),都不如借助圖象工具進(jìn)行推理求解來(lái)得簡(jiǎn)便.
根據(jù)數(shù)值特點(diǎn)進(jìn)行推理
有些題目的數(shù)值是命題人精心安排的,解題時(shí)如果能根據(jù)數(shù)值特點(diǎn)進(jìn)行推理,不僅有助于把握題目細(xì)節(jié),減少干擾,更能深入問(wèn)題核心,四兩撥千斤.
比如,在函數(shù)問(wèn)題中判斷點(diǎn)是否在函數(shù)圖象上;在導(dǎo)數(shù)問(wèn)題中判斷函數(shù)的零點(diǎn),判斷給定區(qū)間邊界點(diǎn)是否為導(dǎo)函數(shù)的零點(diǎn);在解析幾何問(wèn)題中判斷給定點(diǎn)是否為曲線上的點(diǎn)、是否與曲線基本量有關(guān)等.
點(diǎn)評(píng): 解法一和解法二都使用了數(shù)形結(jié)合法.解法一按常規(guī)思路將所求函數(shù)具體化,轉(zhuǎn)化為分段函數(shù)的最值問(wèn)題,再根據(jù)二次函數(shù)f(x),g(x)的圖象性質(zhì)求得結(jié)果.解法二結(jié)合題意,根據(jù)數(shù)值的特殊性進(jìn)行推理驗(yàn)證,發(fā)現(xiàn)兩函數(shù)的頂點(diǎn)恰好與兩函數(shù)的交點(diǎn)重合,由此找到突破口,在同一坐標(biāo)系中相對(duì)準(zhǔn)確地作出了f(x),g(x)的圖象,并判斷出了A,B的具置,大大減少了運(yùn)算量,避免了分類(lèi)討論的困難.
觀察形式進(jìn)行推理
形式化的表達(dá)是數(shù)學(xué)的基本特征,在解題中關(guān)注數(shù)學(xué)形式,體會(huì)其中蘊(yùn)含的數(shù)學(xué)本質(zhì),往往對(duì)解題大有裨益.
解析幾何問(wèn)題經(jīng)常需要我們觀察方程的形式和結(jié)構(gòu)特點(diǎn),對(duì)是否是同一直線方程、是否為同一個(gè)一元二次方程的解、是否為同一曲線方程、是否能視為同一函數(shù)的表達(dá)式等作出判斷.
例3 [2013年高考數(shù)學(xué)廣東卷(文科)第20題第(2)問(wèn)] 已知拋物線C:x2=4y,設(shè)P為直線l:x-y-2=0上的點(diǎn),過(guò)點(diǎn)P作拋物線C的兩條切線PA,PB,其中A,B為切點(diǎn).當(dāng)點(diǎn)P(x0,y0)為直線l上的定點(diǎn)時(shí),求直線AB的方程.
類(lèi)比①式和②式,可知A(m1,n1),B(m2,n2)均滿足方程y0=x0-y.因?yàn)镻(x0,y0)為定點(diǎn),且經(jīng)過(guò)A,B兩點(diǎn)的直線唯一,所以直線AB的方程為y0=x0-y,即x0x-2y-2y0=0.
點(diǎn)評(píng): 例3含參過(guò)多,直接求解麻煩重重.觀察可知y0=x0-n1和y0=x0-n2滿足同一方程y0=x0-y,由此可得目標(biāo)方程.
尋覓題目“疏漏”進(jìn)行推理
有些選擇題和填空題在選項(xiàng)設(shè)置或者取值上會(huì)留下一些“疏漏”,這能讓我們避開(kāi)繁雜運(yùn)算,巧妙求解.
在解題中應(yīng)留意這類(lèi)“疏漏”,如選擇題選項(xiàng)的對(duì)立與統(tǒng)一、問(wèn)題中動(dòng)點(diǎn)的特殊位置、變量取特殊值與邊界值導(dǎo)致的結(jié)果等.對(duì)于這些“疏漏”,可嘗試采用特值法或極限思想解決問(wèn)題.
關(guān)鍵詞:函數(shù); 導(dǎo)數(shù); 函數(shù)的單調(diào)性
中圖分類(lèi)號(hào):G633.66 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1006-3315(2013)04-012-002
導(dǎo)數(shù)的概念起源于幾何學(xué)中的切線問(wèn)題及力學(xué)中的速度問(wèn)題,從而引入函數(shù)的導(dǎo)數(shù)定義。反過(guò)來(lái),導(dǎo)數(shù)最重要的價(jià)值,就是導(dǎo)數(shù)是一種方便研究函數(shù)性質(zhì)的工具,比如求曲線的切線,求函數(shù)的單調(diào)區(qū)間,求函數(shù)的極值和最值,恒不等式問(wèn)題等等。作為一個(gè)重要的工具,導(dǎo)數(shù)運(yùn)算一定要準(zhǔn)確,特別注意的是分式、對(duì)數(shù)式、復(fù)合函數(shù)的求導(dǎo)結(jié)果要進(jìn)行演算之后再進(jìn)行下一步的運(yùn)算。從近幾年的高考?jí)狠S題中,足可見(jiàn)導(dǎo)數(shù)在研究函數(shù)性質(zhì)中的重要性,下面用幾例高考考題來(lái)深刻剖析運(yùn)用導(dǎo)數(shù)工具研究函數(shù)性質(zhì)的過(guò)程中注意的具體問(wèn)題,總結(jié)出相對(duì)應(yīng)的解題策略,從而讓學(xué)生更好地掌握用導(dǎo)數(shù)工具研究函數(shù)性質(zhì)這種方法。
即g(x)在(0,+∞)上單調(diào)增加,根據(jù)g(x)的單調(diào)性可得如下結(jié)論
當(dāng)x1>x2>0時(shí),有g(shù)(x1)>g(x2),易得題中結(jié)論;
當(dāng)x2>x1>0時(shí),有g(shù)(x1)
例2(2010年遼寧理科21題)已知函數(shù)f(x)=(a+1)Inx+ax2+1
(1)討論函數(shù)f(x)的單調(diào)性;
(2)設(shè)a
通過(guò)對(duì)近四年遼寧高考數(shù)學(xué)試題中關(guān)于運(yùn)用導(dǎo)數(shù)工具研究函數(shù)性質(zhì)的分析思考,可以清晰地總結(jié)出基本的解題策略(1)關(guān)注函數(shù)f(x)的定義域(它是研究函數(shù)其它問(wèn)題的前提);(2)正確求出函數(shù)f(x)的導(dǎo)數(shù)f'(x)是解題的關(guān)鍵(此處要對(duì)導(dǎo)數(shù)結(jié)果進(jìn)行演算無(wú)誤后再進(jìn)行下一步);(3)對(duì)f'(x)中的因式進(jìn)行分解(注意因式分解的技巧);(4)討論f'(x)的值得出函數(shù)f(x)的單調(diào)性(此處要抓住f'(x)式子中的關(guān)鍵因式細(xì)致分析,不要遺漏);(5)構(gòu)造新函數(shù)g(x)(往往利用結(jié)論形式或結(jié)論的變形來(lái)得到新函數(shù)g(x)的解析式);(6)正確求出函數(shù)g(x)的導(dǎo)數(shù)g'(x)(此處也要注意g'(x)的結(jié)果不許有誤);(7)討論g'(x)的值,利用g(x)的單調(diào)性得到結(jié)論(此處是題的難點(diǎn),常用方法有分離參數(shù)求最值,均值不等式轉(zhuǎn)化條件,函數(shù)值為0時(shí)的點(diǎn),巧設(shè)自變量值為求證結(jié)論搭橋等)??傊?,在運(yùn)用以上解題策略時(shí),要求使用者在運(yùn)用中要步步細(xì)致,環(huán)環(huán)相扣,這樣才能在運(yùn)用導(dǎo)數(shù)工具研究函數(shù)性質(zhì)的復(fù)雜問(wèn)題時(shí)取得預(yù)期的效果,發(fā)揮出解題策略的價(jià)值。
參考文獻(xiàn):
[1]2012年普通高等學(xué)校招生全國(guó)統(tǒng)一考試試題及參考答案[M]大連:遼寧師范大學(xué)出版社,2012.6:32,37
一、 無(wú)節(jié)制的擴(kuò)展知識(shí)面
它的含義就是在教學(xué)中不斷地補(bǔ)充一些公式、補(bǔ)充一些特殊的解題方法,這在高中數(shù)學(xué)教學(xué)中幾乎是屢見(jiàn)不鮮尤其是在高三數(shù)學(xué)總復(fù)習(xí)中,正因?yàn)槿绱?,高考考試大綱曾多次明確限制這種無(wú)限擴(kuò)充知識(shí)面的行為如異面直線之間的距離,異面直線上兩點(diǎn)間的距離公式,利用遞推關(guān)系求數(shù)列的通項(xiàng)公式等。
在教學(xué)中,這些補(bǔ)充的公式或方法往往只對(duì)一些極其特殊的問(wèn)題有效,方法缺乏普遍性久而久之學(xué)生認(rèn)為學(xué)數(shù)學(xué)就是不斷地套公式、套題型、一但試題稍加變化,學(xué)生就無(wú)所適從,而且這些補(bǔ)充的眾多公式與方法大多是不加證明的因?yàn)闀r(shí)間不允許,更沒(méi)有學(xué)生探索、分析、比較的發(fā)現(xiàn)過(guò)程,學(xué)生大多是憑記憶死記它們,這大地增加了學(xué)生的記憶負(fù)擔(dān),這樣的學(xué)生會(huì)有想象力和創(chuàng)造性思維嗎?
那么這種補(bǔ)充是否有必要呢?有人一定會(huì)振振有詞地說(shuō)補(bǔ)充后解決一些高考題非常有效,的確,我們一些高考命題專(zhuān)家就是上述無(wú)節(jié)制補(bǔ)充公式和方法的愛(ài)好者,但這絕不是高考命題的主流,即便是無(wú)節(jié)制補(bǔ)充公式和方法的愛(ài)好者為迎合某個(gè)補(bǔ)充公式或某種補(bǔ)充技巧方法的“好題”用我們的基本公式與基本方法是不難解決的.下面就以高中代數(shù)數(shù)列中及解析幾何直線中的幾個(gè)例子來(lái)加以具體地說(shuō)明這些例子都有高考的背景。
例一、 已知等差數(shù)列{an}中a2+a3+a10+a11=48,求S12
注:這是非常常見(jiàn)的“好題”尤其為那些補(bǔ)充過(guò)等差數(shù)列的一條性質(zhì)的人所推崇,這條補(bǔ)充的性質(zhì)就是am+an=ap+aq,其中m+n=p+q用這條性質(zhì)很容易解決這一問(wèn)題(略去解題過(guò)程,因?yàn)檫@是眾所周知的),筆者的觀點(diǎn)是:確定一個(gè)等差數(shù)列一般只需要確定首項(xiàng)與公差,因此一般有關(guān)等差數(shù)列的問(wèn)題的解決關(guān)鍵是尋找首項(xiàng)與公差,當(dāng)然這對(duì)本題來(lái)說(shuō)不可能,因?yàn)橹挥幸粋€(gè)條件,只能列出一個(gè)關(guān)于首項(xiàng)與公差的方程,此時(shí)我們應(yīng)該如何解決問(wèn)題,一般地,如何面對(duì)未知數(shù)的個(gè)數(shù)大于方程的個(gè)數(shù),對(duì)此我們有兩種選擇,第一、消元;第二、直接研究已知與未知的關(guān)系當(dāng)然是以首項(xiàng)與公差為參變量,解法如下:
法一:由已知有:a1+d+a1+2d+a1+9d+ a1+10d=48
4a1+22d=48,a1=(24-11d)/2
S12=12a1+6×11d=12(24-11d)/2+6×11d=6×24=144
法二、仿上法有:2a1+11d=24
又S12=12a1+6×11d=6(2a1+11d)=6×24=144
對(duì)于上述的解題方法,如果不加思考,任何人都會(huì)說(shuō)法一與法二比常用方法繁,但常用方法的簡(jiǎn)單是有代價(jià)的,即首先需補(bǔ)充公式,這補(bǔ)充的公式也許對(duì)于終身從事數(shù)學(xué)教學(xué)的高中數(shù)學(xué)教師來(lái)說(shuō)是非常顯然的,但對(duì)于要學(xué)習(xí)十幾門(mén)學(xué)科、學(xué)習(xí)能力各不相同的高中生來(lái)說(shuō)恐怕就是負(fù)擔(dān)了,而法一與法二雖然比流行作法復(fù)雜,但它對(duì)我們是有補(bǔ)償?shù)?,第一是不需要額外補(bǔ)充公式,第二、這兩種方法都有普遍性。
例二、 等差數(shù)列{an}中,若Sm=30,S2m=100,求S3m
注:這是一九九六年的全國(guó)高考題,為了做這一道高考題,比較常見(jiàn)的方法就是先補(bǔ)充一條性質(zhì)“在等差數(shù)列中,由相鄰的、連續(xù)的、相等的項(xiàng)的和構(gòu)成的數(shù)列也是一個(gè)等差數(shù)列”,一般來(lái)說(shuō),筆者反對(duì)這樣做,實(shí)際上用解決等差數(shù)列問(wèn)題的常規(guī)方法尋找公差與首項(xiàng)的方法就很容易解決,即:
這種解法主要是解一個(gè)含有參數(shù)m的二元一次方程,這對(duì)于一個(gè)初中生都是完全可能的。
最后應(yīng)該說(shuō)明,本人并不是一概反對(duì)補(bǔ)充一些公式,如果是那樣,就好比只用小米加步槍打天下,對(duì)此應(yīng)該把握如下原則:第一是要有節(jié)制;第二要視學(xué)生的情況;第三要視教材的情況。象函數(shù)值域的求法,教科書(shū)沒(méi)有提供任何求法,教學(xué)中要適當(dāng)補(bǔ)充,第四對(duì)于少數(shù)必須補(bǔ)充的公式和方法的探索、發(fā)現(xiàn)、證明,要有學(xué)生的參與,不能是直接給出。
二、 施教不因材
因材施教是最基本的教學(xué)原則,但是我們現(xiàn)在的很多做法都是與之背離的,十幾億人口的大國(guó),高中數(shù)學(xué)幾乎就是一本教材,高考幾乎就是一張?jiān)嚲恚@在教育發(fā)達(dá)的外國(guó)幾乎是不可想象的,就是因?yàn)檫@個(gè)一刀切,不知把多少有才華的青少年打入差生的行列,時(shí)下在中國(guó)各種媒體上轟動(dòng)全國(guó)的“韓寒現(xiàn)象”就是一個(gè)很好的例子,韓寒是上海一所重點(diǎn)中學(xué)的高一年級(jí)學(xué)生,因?yàn)槎嚅T(mén)學(xué)科其中就有數(shù)學(xué)不及格退學(xué)在家,但同時(shí)他又是全國(guó)中學(xué)生作文大賽的頭獎(jiǎng)得主并出版了近二十萬(wàn)字的長(zhǎng)篇小說(shuō),他在新民晚報(bào)上發(fā)表了不少對(duì)教育制度批評(píng)的文章,其中他的一句話我對(duì)此印象很深,他說(shuō)“對(duì)他本人來(lái)說(shuō),數(shù)學(xué)只要學(xué)完初中就夠了”,也許他的話有些偏激,但是這卻道出了一個(gè)非常淺顯的道理:由于學(xué)生的基礎(chǔ)及智力結(jié)構(gòu)的不同,也由于學(xué)生高中畢業(yè)后的去向不同,只有極少數(shù)的學(xué)生會(huì)繼續(xù)數(shù)學(xué)專(zhuān)業(yè)的學(xué)習(xí),因此,在高中階段應(yīng)讓不同的學(xué)生學(xué)習(xí)不同的數(shù)學(xué),當(dāng)然對(duì)我國(guó)這樣一個(gè)央央大國(guó),要一下子改變教材及高考體制,不是一件容易的事情,筆者要強(qiáng)調(diào)的是,在教材、高考試卷基本不變的情況下我們廣大高中數(shù)學(xué)教師,仍然是有所作為的,前幾年就有報(bào)道說(shuō)上海建民中學(xué)就開(kāi)始這方面的探索,他們?cè)诓桓淖儌鹘y(tǒng)班級(jí)設(shè)置的前提下,高中數(shù)學(xué)上課分為A、B、C、D四個(gè)層次這也是一種與國(guó)際接斬,相反我們一些高中數(shù)學(xué)教師,不管自己所教學(xué)生的情況,眼睛只瞄準(zhǔn)高考數(shù)學(xué)一百五十分的試卷,把學(xué)生當(dāng)成容器,這也是造成學(xué)生過(guò)重學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān)的一個(gè)重要原因,筆者認(rèn)為,在高中數(shù)學(xué)教學(xué)中我們應(yīng)該根據(jù)所教學(xué)生的情況,在教學(xué)的深度與廣度方面加以區(qū)別,當(dāng)然要做到這一點(diǎn)這對(duì)教師的要求比較高,它不僅需要足夠的勇氣,更需要正確的判斷,要充分了解自己所教的學(xué)生,要正確把握教材與高考大綱,由于篇幅所限,這里不準(zhǔn)備具體結(jié)合教材來(lái)說(shuō)明了,但這的確是一件很有必要也是很有價(jià)值的工作。
三角恒等變換一直是高考數(shù)學(xué)的熱點(diǎn)內(nèi)容之一,試題立足于課本,關(guān)注概念的理解、公式的合理變形,更多的是通過(guò)知識(shí)的交匯與鏈接,全面考查兩角和差及倍角公式的綜合應(yīng)用. 近年由于和差化積與積化和差公式的淡出,對(duì)三角恒等變換的要求有所降低.
重點(diǎn)難點(diǎn)
本部分內(nèi)容由兩角和差與兩倍角的正、余弦公式,正切公式組成.主要考查運(yùn)算能力、公式的靈活運(yùn)用能力. 在客觀題中,突出考查基本公式所涉及的簡(jiǎn)單運(yùn)算;解答題中以中等難度題為主,重點(diǎn)考查函數(shù)名稱(chēng)、角、關(guān)系式的變換,多數(shù)問(wèn)題都會(huì)聯(lián)系三角形、向量等概念進(jìn)行綜合考查,
重點(diǎn):熟練記憶誘導(dǎo)公式、同角三角函數(shù)關(guān)系,兩角和差的三角函數(shù)公式及二倍角公式,另外對(duì)特殊角的三角函數(shù)值應(yīng)非常熟悉.培養(yǎng)觀察能力,尋求角與角之間的聯(lián)系,掌握必要的變形技巧,提高準(zhǔn)確的解題方向.
難點(diǎn):其一,如何牢固記憶眾多公式;其二,如何根據(jù)三角函數(shù)的形式去選擇合適的求值、化簡(jiǎn)與證明的方法.
方法突破
1. 三角恒等變形的基本思路
一般從“角”“名”“結(jié)構(gòu)”三方面入手. 一看“角”,這是最重要的一環(huán),常見(jiàn)思路是復(fù)角變單角、一般角變特殊角、目標(biāo)角變已知角;二看“函數(shù)名稱(chēng)”,常見(jiàn)的有“切化弦”“萬(wàn)能公式”等;三看“結(jié)構(gòu)特征”,常用思路是關(guān)系式的展開(kāi)與合并、次冪的轉(zhuǎn)換、分式與整式的運(yùn)算、角度的配湊等.
2. 三角恒等變形的基本策略
值得注意的是,掌握特定類(lèi)型的特別做法會(huì)在解題過(guò)程中起到事半功倍的效果,但切不可生搬硬套,一定要結(jié)合試題的具體問(wèn)題做具體分析.
3. 求值題常見(jiàn)類(lèi)型
(1)給角求值:一般所給出的角都是非特殊角,從表面來(lái)看較難,但仔細(xì)觀察非特殊角與特殊角總有一定關(guān)系.
(2)給值求值:此解題關(guān)鍵在于“變角”,使其角相同或具有某種關(guān)系.
一、賦值法
先以特殊值作嘗試,在探索中發(fā)現(xiàn)題中條件遵循某些規(guī)律或特點(diǎn),從而使問(wèn)題得以解決。這類(lèi)問(wèn)題經(jīng)常出現(xiàn),要認(rèn)真理解其解題的要領(lǐng)和方法。
例1設(shè)函數(shù)f(x)的定義域?yàn)樽匀粩?shù)集,若f(x+y)=f(x)+f(y)+x對(duì)任意自然數(shù)x,y恒成立,且f(1)=1,求f(x)的解析式。
分析:當(dāng)令y=1時(shí),可得f(x+1)=f(x)+x+1,這相似于數(shù)列中的遞推關(guān)系,再利用相應(yīng)的遞推關(guān)系可求出函數(shù)的解析式。
解:令y=1, 則f(x+1) = f(x)+f(1)+x = f(x)+x+1,
f(1)=1
f(2)=f(1)+2
f(3)=f(2)+3
…
f(n)=f(n-1)+n
各式相加得:f(n)=1+2+3+…+n =
f(x) =
例2已知函數(shù)f(x)滿足f(x+y)+f(x-y)=2 f(x)·f(y),x∈R,
y∈R,且f(0)≠0,求證:f(x)是偶函數(shù)。
分析: 當(dāng)令x=y=0時(shí),可得f(0)=1,再利用題中條件變形求解。
證明:令x=y=0
f(0)+f(0)=2f 2(0)
f(0)≠0, f(0)=1
令 x=0, 則f(y)+f(-y) =2f(0)·f(y)
f(-y)=f(y),y∈R,
f(x)是偶函數(shù)
例3 已知函數(shù)f(x)的定義域?yàn)椋?,+∞),對(duì)任意x>0,y>0
恒有f(xy)=f(x)+f(y)
求證:當(dāng)x>0時(shí), f( ) =-f(x)
分析:當(dāng)令x=y=1時(shí),可得f(1)=0,再靈活運(yùn)用f(1)=f(x·)可求得。
證明:令x=y=1,則f(1)=f(1)+f(1),f(1)=0
又令y= ,x>0,則f(1)=f(x)+f( )
f(x)+f( ) = 0
即f( ) =-f(x)
例4.(2006重慶高考)已知定義域?yàn)镽的函數(shù)f(x)滿足f(x)滿足f(f(x)-x2+x)=f(x)-x2+x.
(Ⅰ)若f(2)=3,求f(1);又若f(0)=a,求f(a);
(Ⅱ)設(shè)有且僅有一個(gè)實(shí)數(shù)x0,使得f(x0)= x0,求函數(shù)f(x)的解析表達(dá)式。
解:(I)取x=2,又f(2)=3得
f(f(2)- 22+2)=f(2)- 22+2,即f(1)=1。
又f(0)=a,故f(f(0)-02+0)= a-02+0,
即f(a)=a。
(Ⅱ)又滿足f(x0)= x0的實(shí)數(shù)x0唯一,
由f(f(x)-x2+x)=f(x)-x2+x可知
對(duì)任意x∈R有f(x)- x2+x=x0。
在上式中令x=x0有f(x0)- x02+x0=x0。
再代f(x0)=x0得x0- x02=0,
故x0=0或x0=1。
若x0=0,方程f(x)= x有兩個(gè)根,故x0≠0。
若x0=1,則有f(x)= x2x+1,
易驗(yàn)證該函數(shù)滿足題設(shè)。
“賦值法”是解抽象函數(shù)問(wèn)題最常用的方法,解題的關(guān)鍵是靈活運(yùn)用題設(shè)條件合理賦值,賦值要有明確的目標(biāo)、依據(jù)和靈活的策略。
二、穿脫法
解決這類(lèi)抽象函數(shù),通常是根據(jù)函數(shù)變量相等、函數(shù)值相等或單調(diào)性、奇偶性、周期性等性質(zhì),對(duì)函數(shù)進(jìn)行“穿脫”,從而達(dá)到相應(yīng)的目的。常見(jiàn)的方法是變量代換。
例5已知f(x)是奇函數(shù),當(dāng)x > 0時(shí),f(x) = x(1+x ) , 求當(dāng)x< 0 時(shí),f(x)的解析式。
分析: 利用變量間的代換,把x0,先求出相應(yīng)f(-x),再結(jié)合函數(shù)的奇偶性,求出f(x)。
解: 令x < 0,即-x > 0
f(-x) = (-x)(1-x)
又f(x)是奇函數(shù)
-f(x) = -x(1-x)
f(x)= x(1-x)
例6 已知f(x)是周期為2的函數(shù),且在區(qū)間[-1,1 ]上表達(dá)式為
f(x)=-x+1則在[2k+1 ,2k+3 ], k∈Z上的表達(dá)式為_(kāi)________
分析:利用周期性把要求區(qū)間轉(zhuǎn)化為已知的區(qū)間,結(jié)合條件求出表達(dá)式。
解:設(shè)t∈[-1,1 ],則2k+2+t∈[2k+1 ,2k+3 ],
令T = 2k+2+t,則t = T-2k-2
又f(x)是周期為2的函數(shù)
f(2k+x) = f(x)
f(T) = f(2k+2+t) = f(t) = -t+1= -(T-2k-2)+1=-T+2k+3
f(x) = -x+2k+3 ,x∈[2k+1 ,2k+3 ]
三、 定義法
在熟練掌握函數(shù)的定義、性質(zhì)的基礎(chǔ)上,對(duì)題中抽象函數(shù)給出的條件進(jìn)行分析研究,運(yùn)用定義、性質(zhì)進(jìn)行化簡(jiǎn)、變形,尋找解決問(wèn)題的方法。
例7函數(shù)f(2x)的定義域是[-1,1],則f(x)定義域?yàn)?/p>
f(log2x)定義域?yàn)開(kāi)__________
分析:認(rèn)真理解復(fù)合函數(shù)定義域的定義,區(qū)分好題中三個(gè)定義域所指的變量x。
解:-1≤x≤1
≤2x≤2 f(x)定義域?yàn)閇, 2]
≤log2x≤2≤x≤4
f(log2x)定義域?yàn)閇,4]
例8 已知f(x)是周期為2的偶函數(shù),且在區(qū)間[0,1]上是增函數(shù),則
f(-6.5)、f(-1)、f(0)的大小關(guān)系為_(kāi)________________
分析:利用周期性,把各個(gè)變量表示在同一區(qū)間內(nèi),再結(jié)合其單調(diào)性,求出相應(yīng)的函數(shù)值,比較大小。
解:f(x)是周期為2的偶函數(shù)
f(-6.5) = f(-6.5+ 3×2)= f(-0.5) = f(0.5)
f(-1) = f(1)
又f(x)在[0,1]上是增函數(shù),f(0)< f(0.5)< f(1)
故f(0)< f(-6.5)< f(-1)
人們經(jīng)常談?wù)撔W(xué)生過(guò)重的學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān),其原因何在?其表現(xiàn)形式如何?我們認(rèn)為可用四個(gè)字來(lái)概括――機(jī)械重復(fù),中學(xué)尤其高中數(shù)學(xué)教學(xué)中,學(xué)生過(guò)重的學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān)主要表現(xiàn)何在?或者說(shuō)教師該負(fù)什么責(zé)任?我們認(rèn)為有兩點(diǎn)值得特別注意,其一是“無(wú)節(jié)制的擴(kuò)展知識(shí)面”,其二是“施教不因材”。
一、無(wú)節(jié)制的擴(kuò)展知識(shí)面
它的含義就是在教學(xué)中不斷地補(bǔ)充一些公式、補(bǔ)充一些特殊的解題方法,這在高中數(shù)學(xué)教學(xué)中幾乎是屢見(jiàn)不鮮――尤其是在高三數(shù)學(xué)總復(fù)習(xí)中,正因?yàn)槿绱?,高考考試大綱曾多次明確限制這種無(wú)限擴(kuò)充知識(shí)面的行為――如異面直線之間的距離,異面直線上兩點(diǎn)間的距離公式,利用遞推關(guān)系求數(shù)列的通項(xiàng)公式等。
在教學(xué)中,這些補(bǔ)充的公式或方法往往只對(duì)一些極其特殊的問(wèn)題有效,方法缺乏普遍性久而久之學(xué)生認(rèn)為學(xué)數(shù)學(xué)就是不斷地套公式、套題型、一但試題稍加變化,學(xué)生就無(wú)所適從,而且這些補(bǔ)充的眾多公式與方法大多是不加證明的――因?yàn)闀r(shí)間不允許,更沒(méi)有學(xué)生探索、分析、比較的發(fā)現(xiàn)過(guò)程,學(xué)生大多是憑記憶死記它們,這大地增加了學(xué)生的記憶負(fù)擔(dān),這樣的學(xué)生會(huì)有想象力和創(chuàng)造性思維嗎?
那么這種補(bǔ)充是否有必要呢?有人一定會(huì)振振有詞地說(shuō)補(bǔ)充后解決一些高考題非常有效,的確,我們一些高考命題專(zhuān)家就是上述無(wú)節(jié)制補(bǔ)充公式和方法的愛(ài)好者,但這絕不是高考命題的主流,即便是無(wú)節(jié)制補(bǔ)充公式和方法的愛(ài)好者為迎合某個(gè)補(bǔ)充公式或某種補(bǔ)充技巧方法的“好題”用我們的基本公式與基本方法是不難解決的.下面就以高中代數(shù)數(shù)列中及解析幾何直線中的幾個(gè)例子來(lái)加以具體地說(shuō)明――這些例子都有高考的背景。
例一、已知等差數(shù)列{an}中a2+a3+a10+a11=48,求S12
注:這是非常常見(jiàn)的“好題”――尤其為那些補(bǔ)充過(guò)等差數(shù)列的一條性質(zhì)的人所推崇,這條補(bǔ)充的性質(zhì)就是am+an=ap+aq,其中m+n=p+q用這條性質(zhì)很容易解決這一問(wèn)題(略去解題過(guò)程,因?yàn)檫@是眾所周知的),筆者的觀點(diǎn)是:確定一個(gè)等差數(shù)列一般只需要確定首項(xiàng)與公差,因此一般有關(guān)等差數(shù)列的問(wèn)題的解決關(guān)鍵是尋找首項(xiàng)與公差,當(dāng)然這對(duì)本題來(lái)說(shuō)不可能,因?yàn)橹挥幸粋€(gè)條件,只能列出一個(gè)關(guān)于首項(xiàng)與公差的方程,此時(shí)我們應(yīng)該如何解決問(wèn)題,一般地,如何面對(duì)未知數(shù)的個(gè)數(shù)大于方程的個(gè)數(shù),對(duì)此我們有兩種選擇,第一、消元;第二、直接研究已知與未知的關(guān)系――當(dāng)然是以首項(xiàng)與公差為參變量,解法如下:
法一:由已知有:a1+d+a1+2d+a1+9d+a1+10d=48
4a1+22d=48,a1=(24-11d)/2
S12=12a1+6×11d=12(24-11d)/2+6×11d=6×24=144
法二、仿上法有:2a1+11d=24
又S12=12a1+6×11d=6(2a1+11d)=6×24=144
對(duì)于上述的解題方法,如果不加思考,任何人都會(huì)說(shuō)法一與法二比常用方法繁,但常用方法的簡(jiǎn)單是有代價(jià)的,即首先需補(bǔ)充公式,這補(bǔ)充的公式也許對(duì)于終身從事數(shù)學(xué)教學(xué)的高中數(shù)學(xué)教師來(lái)說(shuō)是非常顯然的,但對(duì)于要學(xué)習(xí)十幾門(mén)學(xué)科、學(xué)習(xí)能力各不相同的高中生來(lái)說(shuō)恐怕就是負(fù)擔(dān)了,而法一與法二雖然比流行作法復(fù)雜,但它對(duì)我們是有補(bǔ)償?shù)?,第一是不需要額外補(bǔ)充公式,第二、這兩種方法都有普遍性。
例二、等差數(shù)列{an}中,若Sm=30,S2m=100,求S3m
注:這是一九九六年的全國(guó)高考題,為了做這一道高考題,比較常見(jiàn)的方法就是先補(bǔ)充一條性質(zhì)“在等差數(shù)列中,由相鄰的、連續(xù)的、相等的項(xiàng)的和構(gòu)成的數(shù)列也是一個(gè)等差數(shù)列”,一般來(lái)說(shuō),筆者反對(duì)這樣做,實(shí)際上用解決等差數(shù)列問(wèn)題的常規(guī)方法――尋找公差與首項(xiàng)的方法就很容易解決,即:
這種解法主要是解一個(gè)含有參數(shù)m的二元一次方程,這對(duì)于一個(gè)初中生都是完全可能的。
例三、等比數(shù)列中,Sn=48,S2n=60,求S3n
本題就是上述例2的變種,常見(jiàn)的方法是先補(bǔ)充一條性質(zhì)――與例二中補(bǔ)充的類(lèi)似,筆者建議用解決等比數(shù)列問(wèn)題的基本方法――尋找首項(xiàng)與公比來(lái)解決這一問(wèn)題,即:
直接解出a1與q當(dāng)然可以,但運(yùn)算較繁
考慮到
若作換元?jiǎng)t有:
48=X(1-Y)及60=X(1-Y2)解這個(gè)方程組有:Y=1/4,X=64
所以:S3n=X(1-Y3)=64[1-(1/4)3]=63
在高中數(shù)學(xué)教學(xué)中,象上述補(bǔ)充公式或方法的情況非常普遍,像解析幾何直線這一章中,對(duì)稱(chēng)問(wèn)題因?yàn)槭且粋€(gè)重要知識(shí)點(diǎn),不少教師就要求學(xué)生記住補(bǔ)充公式――點(diǎn)P(關(guān)于直線AX+BY+C=0的對(duì)稱(chēng)點(diǎn)的坐標(biāo)公式,稍微仁慈一點(diǎn)的教師就要求學(xué)生記住一個(gè)點(diǎn)關(guān)于直線X±Y+b=0的坐標(biāo)公式,實(shí)際上曲線的對(duì)稱(chēng)問(wèn)題可以歸結(jié)為點(diǎn)的對(duì)稱(chēng)問(wèn)題,而點(diǎn)的對(duì)稱(chēng)是很容易啟發(fā)學(xué)生解決的――先求出垂線方程,再求出垂足,然后求出對(duì)稱(chēng)點(diǎn)的坐標(biāo)――當(dāng)然一個(gè)點(diǎn)關(guān)于X軸、Y軸的對(duì)稱(chēng)點(diǎn)的坐標(biāo)由圖易得,根本就不需要補(bǔ)充眾多的公式。
最后應(yīng)該說(shuō)明,本人并不是一概反對(duì)補(bǔ)充一些公式,如果是那樣,就好比只用小米加步槍打天下,對(duì)此應(yīng)該把握如下原則:第一是要有節(jié)制;第二要視學(xué)生的情況;第三要視教材的情況。象函數(shù)值域的求法,教科書(shū)沒(méi)有提供任何求法,教學(xué)中要適當(dāng)補(bǔ)充,第四對(duì)于少數(shù)必須補(bǔ)充的公式和方法的探索、發(fā)現(xiàn)、證明,要有學(xué)生的參與,不能是直接給出。
1 代換法概括
代換法是一種數(shù)學(xué)解題思路,在數(shù)學(xué)解題過(guò)程中有很多比較復(fù)雜的或者存在兩個(gè)及兩個(gè)以上未知條件的數(shù)學(xué)題,解題時(shí)根據(jù)知識(shí)間的內(nèi)在聯(lián)系,適時(shí)的轉(zhuǎn)化題目中的數(shù)量關(guān)系,通過(guò)各個(gè)變量間條件轉(zhuǎn)換,把一種問(wèn)題轉(zhuǎn)化為了另一種問(wèn)題,從而簡(jiǎn)化整個(gè)解題過(guò)程。代換法的方法有很多,比如函數(shù)代換、等量以及不等量代換、變量代換、三角函數(shù)代換、等等,在數(shù)學(xué)解題時(shí),如果能靈活運(yùn)用代換法,不僅能有效的鍛煉學(xué)生的思維敏捷性,而且能有效的提高學(xué)生的思維能力。下面我就以實(shí)際的例子來(lái)分析各種代換法在高等數(shù)學(xué)解題思路中的靈活應(yīng)用。
2 不同類(lèi)型的代換法在高中數(shù)學(xué)解題中的靈活應(yīng)用
2.1 三角代換的解題思路
三角代換在高等數(shù)學(xué)解題中御用比較廣泛,它的解題思路有一定的技巧性,運(yùn)用三角代換解題,科技使復(fù)雜的問(wèn)題簡(jiǎn)單化。利用三角代換解題的主旨是:通過(guò)適當(dāng)?shù)娜谴鷵Q,將代數(shù)表達(dá)轉(zhuǎn)化為三角表達(dá),進(jìn)而把代數(shù)式的證明或解答轉(zhuǎn)化為三角式的證明和解答。從而起到理順?biāo)悸?、?jiǎn)化題目的作用。比如09年江蘇高考數(shù)學(xué)競(jìng)賽題中有這樣一道題:如果不等式+≤k對(duì)任何正實(shí)數(shù)x、y均成立,求k的取值范圍。
對(duì)于這道題目,首先分析題意,知道它所要求的內(nèi)容與已知條件,再巧用代換法簡(jiǎn)化解題過(guò)程。這道題的解題思路是這樣的:
解:在題設(shè)不等式兩邊分別除以,可以得到:
+1≤k(1)
假設(shè)=(1/)tanθ(0
將x/y=1/2tan2θ代入(1)式中得:
(1/)tanθ+1≤k
進(jìn)而將上述公式化簡(jiǎn)得:k/cosθ≥(1/)?(sinθ/cosθ)+1,
然后可以得到:k≥(1/)sinθ+cosθ
又(1/)sinθ+cosθ=(/2)sin(θ+α),此公式中的α是由tanα=(α為銳角)所確定的。當(dāng)sin(θ+α)=1時(shí),(1/)sinθ+cosθ有最大值,最大值為/2。所以可以得到k≥/2,即k的取值范圍為[/2,+∞)。
2.2 變量解題方法
在高等數(shù)學(xué)中,很多函數(shù)體都是在已知函數(shù)相關(guān)等式的前提下,求相關(guān)的函數(shù)值,如果函數(shù)值比較復(fù)雜時(shí),學(xué)生往往會(huì)被題目復(fù)雜的表面所困,實(shí)際上解答此類(lèi)問(wèn)題可以用可以用變量代替法簡(jiǎn)化函數(shù)等式,使復(fù)雜的函數(shù)得到簡(jiǎn)化,從而使學(xué)生輕而易舉的解出函數(shù)值,掌握解題思路,同時(shí)訓(xùn)練學(xué)生的發(fā)散思維能力。比如下面有一個(gè)不同的已知函數(shù)等式,我們就可以利用變量進(jìn)簡(jiǎn)化的方式進(jìn)行解題,具體步驟如下:
已知函數(shù)值f’(1nx)=1-x,求f(x)的值。解這道題時(shí)首先可以假設(shè)t=1nx,然后把t代入已知函數(shù)中,即f’(t)=1-x,簡(jiǎn)化到這一步,相比很多學(xué)生就會(huì)解這道題了。求出x的值,再將其帶入原等式中,最后就可以得出f(x)的值。
2.3 概率中等量代換的運(yùn)用
在高中數(shù)學(xué)中概率的學(xué)習(xí)對(duì)學(xué)生來(lái)說(shuō)也是比較頭痛的事情,概率的學(xué)習(xí)需要學(xué)生具備較強(qiáng)的分析能力、概括能力以及簡(jiǎn)化步驟的能力。高中階段的概率問(wèn)題一般是古典概型,這類(lèi)題的解題過(guò)程主要求一次實(shí)驗(yàn)中所有可能的結(jié)果數(shù)目,以及某個(gè)事件所包含的結(jié)果數(shù)目,涉及的內(nèi)容一般為排列、組合知識(shí)。在解題過(guò)程中,同樣要把復(fù)雜的問(wèn)題簡(jiǎn)單化,然后一步一步的進(jìn)行解答。比如有這樣一道題:一個(gè)袋子中有8個(gè)紅球、4個(gè)白球,這些球除了顏色不同,其他都一樣。如果從袋子中任意拿出5個(gè)球,那么拿出紅球的概率為多少?
解這道題時(shí),首先設(shè)未知量,用x表示紅球的數(shù)量,那么求p(x=3)的值。從題中可以看出p(x=3)=CC/C=14/33≈0.42421。
題中指出這些球除了顏色相同以外,其他沒(méi)什么區(qū)別,但是在解題的過(guò)程中運(yùn)用了組合的形式,也就是說(shuō)解題時(shí)把這些球是當(dāng)做區(qū)別來(lái)計(jì)算的,這樣算肯定石油一定道理的。我們先來(lái)看一個(gè)例子:某家商場(chǎng)進(jìn)行大型促銷(xiāo)活動(dòng),活動(dòng)規(guī)則是,有一個(gè)盒子,里面放10個(gè)不同號(hào)碼的乒乓球,10個(gè)乒乓球中有8個(gè)白色,2個(gè)黃色,顧客可以一次摸2個(gè)球,如果摸出的兩個(gè)球都是黃色,就中了一等獎(jiǎng),這里我們分析計(jì)算的是顧客參加活動(dòng)的一等獎(jiǎng)的概率有多大。
分析此類(lèi)型的題時(shí)先假設(shè)顧客抽到一等獎(jiǎng)的概率為f(x),然后從題中可以看出f(x)=C/C=1/45,這樣就得出了,在以上條件情況下抽到一等獎(jiǎng)的概率為0.02222。幾天以后活動(dòng)還在進(jìn)行,但是球上的數(shù)字已經(jīng)被慢慢擦去,這時(shí)顧客抽到一等獎(jiǎng)的概率f(y)是不會(huì)變化的,因?yàn)橛绊懡Y(jié)果的只是球的顏色,球的號(hào)碼并不影響結(jié)果。那么怎么算出f(y)的值呢,這時(shí)我們可以沒(méi)有區(qū)別的同色乒乓球當(dāng)做有區(qū)別來(lái)計(jì)算,也就是說(shuō)求出f(x)皆可以解決問(wèn)題了。解答這樣的問(wèn)題我們就利用等量代換的方法。如果遇到一個(gè)個(gè)體間沒(méi)有區(qū)別的題目,首先要假設(shè)這個(gè)題目中的個(gè)體是有區(qū)別的,進(jìn)而判斷題目結(jié)果是否會(huì)變化;如果結(jié)果沒(méi)有變化,就可以把它當(dāng)做有區(qū)別來(lái)計(jì)算。
2.4 比值代換
比值代換的計(jì)算是在已知條件或所求的量與變量的比值有關(guān)時(shí),就可以利用比值代換的方法把問(wèn)題簡(jiǎn)單化。比如一條直線過(guò)點(diǎn)(-3,5,9),并且與直線L1/L2相交,L1=:y=3x+5 z=2x-3,L2=y=4x-7 z=5x+10,求此直線的方程。
首先假設(shè)此直線方程為:x+3/l=y-5/m=z+9/n,令x+3/l=y-5/m=z+9/n=t,得x=-3+lt y=5+mt Z=-9+nt,把這個(gè)公式代入L1得(m-3l)=1 n=2l,再令x+3/l=y-5/m=z+9=s,然后得出x、y、z分別為-3+ls 5+ms -9+ns,再將x、y、z的值代入到L2中,可以得到(m-4l)s=-24 (n-5l)s=4,然后可以推倒出m-4l/n-5l=6,將n=2l代入到(m-4l)/(n-5l)=-6中得m=22l,令l=1,則m=22,n=2,進(jìn)而可以得到所求的直線方程為:x+3=y-5/22=z+9/2。
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