高考數學試題注重知識之間的交叉、滲透和綜合,以檢驗考生能否形成一個有序的網絡化知識體系.每年的高考試題總有很多讓教師與學生眼前一亮的試題,或命題形式新穎,或命題角度刁鉆,或命題思維深刻.教師若能深入研究這些高考試題的命題意圖及特點,抓住學生的求新心理,另辟蹊徑,由精選的高考試題為主線,組織復習課教學,對學生的探究能力培養,思維的嚴謹性、邏輯性、發散性等品質的形成與提升無疑是很有效的.本文以《基本不等式》的高三復習課為例,從精選高考題展開復習課堂教學的視角,提供高三數學復習教學的一條途徑.
一、引入“平民化”的高考試題,挖掘其教材功能,深化復習課的概念教學
教材是數學知識和數學思想方法的載體,又是教學的依據,理應成為高考試題的源頭.在每年的數學高考試題中,不乏讓學生“似曾相識”的題型,比較容易找到切入點,但卻因為思維的限制等原因無法求出正確的答案.在復習課中,教師可以高考試題為素材,通過變形、延伸、拓展,為概念教學的鞏固與拓展提供有力的支撐,真正做到“源于教材,高于教材”.
圖1
【例1】 (2010,湖北)設a>0,b>0,稱2aba+b
為a,b的調和平均數.如圖1,C為線段AB上的點,且AC=a,CB=b,O為AB的中點,以AB為直徑作半圓.連結OD,AD,BD.過點C作OD的垂線,垂足為E.則圖中線段OD的長度是a,b的算術平均數,線段的長度是a,b的幾何平均數,線段的長度是a,b的調和平均數.
解:在直角三角形ADB中DC為高,則由射影定理可得CD2=AC#8226;CB,故CD=ab,即CD的長度為a,b的幾何平均數,將OC=a-a+b2=a-b2,CD=ab,OD=a+b2代入OD#8226;CE=OC#8226;CD可得CE=a-ba+bab.故OE=
OC2-CE2=(a-b)22(a+b),所以ED=OD-OE=2aba+b,故DE的長度為a,b的調和平均數.答案為CD,CE.
分析:本題的原型是:人教版教材《數學》必修2P98的探究題:
圖2
在圖2中,AB是圓的直徑,點C是AB上一點,AC=a,CB=b.過點C作垂直于AB的弦DE,連接AD,BD.你能利用此圖形,得出不等式
ab≤a+b2(a>0,b>0)的幾何解釋嗎?
此問題的幾何解釋即為湖北省2010年理科高考題(如圖1)中的直角三角形OCD中,直角邊CD之長≤斜邊OD之長.在新授課中,因為教學課時與內容的限制,很少有教師會引導學生順著思路順藤摸瓜,再探究下去:不等式
ab≤a+b2(a>0,b>0)
的左右兩邊是否可以添加表達式?而在高三的復習課中,教師一般都是直接在課堂中給出如下公式:
a2+b22≥a+b2≥ab≥21a+1b(a>0,b>0),證明的思路一般通過代數法,很少會提及不等式中
ab≥21a+1b(a>0,b>0)
與a2+b22≥a+b2(a>0,b>0)
的幾何解釋.因此學生很難準確記憶公式,更談不上熟練使用,教學的銜接出現真空狀態.若在高三復習時教師能關注到這點,對基本不等式
ab≤a+b2(a>0,b>0)
深化:在圖1中引導學生通過類比的方法,找出調和平均數的幾何解釋:直角三角形DEC中的DE的長度.學生的思路自然會聯想到:幾何平均數≥調和平均數,因為直角三角形DEC中DE的長度≤斜邊DC的長度.
“問起于疑,疑源于思”,數學最積極的成分是問題,提出問題并解決問題是數學教學的靈魂.思路的閥門一旦打開,就無法停止,再探究下去:
ab≤a+b2(a>0,b>0)
不等式的右邊是否可以添加表達式?是否還可以用類比的方法得到幾何解釋?怎么找?
過O作OF⊥AB,交半圓于點F,連接CF,在直角三角形OFC中,
OF=a+b2,FC=OF2+OC2=(a+b2)2+(a-a+b2)2=a2+b22,
因為FC≥OF,所以a2+b22≥a+b2.
圖3
至此,不等式a2+b22≥a+b2≥ab≥21a+1b(a>0,b>0)的銜接關系分別轉化為圖3中的三個直角三角形中邊的大小關系,數形結合思想在這里演繹得酣暢淋漓!學生的思維品質在探究中得到了升華!
二、梳理“有序化”的高考試題,挖掘其探究功能,鞏固學生的邏輯知識鏈
從“知識立意”向“能力立意”轉變是高考命題改革的方向,同一個試題中涉及了不同的數學思想方法,同一種數學思想方法在不同的試題中又有不同層次的要求.這就要求在高三課堂教學中,教師精心選擇在“學生最近發展區”的高考題組,通過類比、分析、歸納等途徑,鞏固學生的邏輯思維鏈,提高學生的反思能力.在基本不等式的概念運用階段,可選擇下列的高考題組:
【例2】 (1)(2010,山東(理))若對任意x>0,xx2+3x+1≤a恒成立,則a的取值范圍是.
(2)(2010,全國I(理))已知函數F(x)=|lgx|,若0 A.(22,+∞)B.[22,+∞) C.(3,+∞)D.[3,+∞) (3)(2010,遼寧(理))已知數列{an}滿足a1=33,an+1-an=2n,則ann的最小值為. 分析:(1)因為x>0,所以x+1x≥2(當且僅當x=1時取等號),所以有xx2+3x+1= 1x+1x+3≤12+3=15,即xx2+3x+1的最大值為15,故a≥15.(2)an=(an-an-1)+(an-1-an-2)+…+(a2-a1)=33+n2-n,∴ ann=33+n2-nn=33n+n-1,令f(n)=33n+n-1,因為f(n)在(0,33)上單調遞減,在(33,+∞)上單調遞增,又因為a55=535,a66=212,所以ann的最小值為212.(3)本小題主要考查對數函數的性質、函數的單調性、函數的值域,考生在做本小題時極易忽視a的取值范圍,而利用均值不等式求得a+2b=a+2a>22, 從而錯選A,這也是命題者的用苦良心之處.正確解法為:因為f(a)=f(b),所以|lga|=|lgb|,所以a=b(舍去),或b=1a,所以a+2b=a+2a.又0f(1)=1+21=3,即a+2b的取值范圍是(3,+∞). 精選這組高考試題為學生的高三復習鋪設了有效的邏輯通道,有助于學生經歷一個從自發到自覺、經淺層到深層的過程.在經歷失敗的教訓或獲得成功的體驗后,學生能對基本不等式中的關鍵環節“一正、二定、三取等”有深刻的認識. 三、創設“生活化”的高考試題情境,挖掘其應用功能,真正落實“數學是有用的” 高考應用題考查重點主要體現在現實問題的數學理解,要求考生依據現實的生活背景和相關素材,提煉相關的數學模型,將現實問題轉化為數學問題,并用數學知識與方法加以解決,真正讓學生學習有用的數學,體會到數學來源于生活,又實踐于生活. 【例3】 (2009,湖北(文)) 圍建一個面積為360m2的矩形場地,要求矩形場地的一面利用舊墻(利用舊墻需維修),其他三面圍墻要新建,在舊墻的對面的新墻上要留一個寬度為2m的進出口,已知舊墻的維修費用為45元/m,新墻的造價為180元/m,設利用的舊墻的長度為x(單位:元). (Ⅰ)將y表示為x的函數; (Ⅱ)試確定x,使修建此矩形場地圍墻的總費用最小,并求出最小總費用. 分析:對數學的應用問題,關鍵是建立合適的數學模型:用數學的方法解決實際問題,最后再回歸到實際問題. 一堂課的時間是很有限的,如何在有限的時間內實現效率的最大化,是每個教師努力的方向.新教材的教學理念之一是讓學生去體驗新知識的發生過程,在高三復習中更不能忽視這點.在復習教學中要充分挖掘教材的背景材料,精心選擇高考題,通過類比、歸納、分析等方法尋找新知生長點,建立新舊知識的聯系,充分挖掘高三學生的學習潛能、創新意識和探究精神,真正引導中學數學教學向全面培養學生數學素養和能力的方向發展. (責任編輯 金 鈴)