解題是數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的重要活動,解題過程實質(zhì)就是充分挖掘已知條件,選擇合理可行的解題思路和途徑,將已知條件進行優(yōu)化組合與變形、化簡、整理,逐步達到題設(shè)目標(biāo)的過程.通過審題,能否迅速形成解題思路是決定解題速度和提高解題能力的關(guān)鍵.因此,在數(shù)學(xué)教學(xué)中,解題思路對能否迅速解決數(shù)學(xué)問題,培養(yǎng)學(xué)生的思維能力具有重要作用.
在實際教學(xué)中,可采用“根據(jù)信息特征,聯(lián)想知識點;數(shù)形結(jié)合,直觀感受;從特殊實例出發(fā),借助特殊位置、數(shù)值或特殊元素,具體形象地感受;變換問題角度,改變思維方向,挖掘條件與結(jié)論之間的內(nèi)在關(guān)系,形成解題思路;挖掘已知條件中隱含的條件”等幾方面進行解題思路的突破.下面結(jié)合教學(xué)實例,談?wù)勓杆俳⒔忸}思路的幾點策略.
1.聯(lián)想對比的策略
通過觀察問題中已經(jīng)給出的數(shù)或式子,根據(jù)信息抓住關(guān)鍵特征,聯(lián)想對比知識,往往能很快發(fā)現(xiàn)解題思路.
例1 已知a,b,c∈R,滿足5a+c5b=1.則下面結(jié)論正確的是().
A.b2-4ac=0
B.b2-4ac≥0
C.b2-4ac≤0
D.b2-4ac>0
分析 面對此題中的條件和結(jié)論,感到好像是考查不等式,但思路難以建立,這時注意結(jié)論中b2-4ac這個關(guān)鍵信息,不難聯(lián)想到一元二次方程中根的判別式,于是可以將5a+c5b=1變形為a(5)2+b5+c=0,說明5是方程ax2-bx+c=0的根,即說明方程ax2-bx+c=0必然有實數(shù)根,所以b2一4ac≥0,于是選擇B.
像這樣類型的問題在我們解題中常常遇到,例如,計算x2+4x+5±x2+x+1的值域時,常常聯(lián)想兩點間距離公式.因此,在學(xué)習(xí)過程中不斷積累經(jīng)驗,就能很快發(fā)現(xiàn)解題思路.
2.數(shù)形結(jié)合的突破策略
在解題時,往往注重文字表達的含義和數(shù)值運算,不注意或很少借助“形”去直觀理解感覺,而很多題目往往從直觀圖形上更好解決.
例2 若不等式logax>x2在x∈0,12上恒成立,求a的取值范圍.
分析 解決該問題,如果當(dāng)作解不等式問題來解決,則運算量大,而且不容易計算,故可以考慮利用函數(shù)圖像解決,構(gòu)造函數(shù)y=logax和y=x2,然后在同一個坐標(biāo)系中分別作出它們的圖像,只需在x∈0,12時,使函數(shù)y=logax的圖像在變化過程中始終在函數(shù)y=x2的圖像的上方即可得到a的取值范圍.
例3 已知點P(m,n)是直線ax+by+2c=0上的點,且a,b,c恰為直角三角形的三邊長,c為斜邊,則m2+n2的最小值是.
分析 此題將點P(m,n)的坐標(biāo)代入直線ax+by+2c=0方程中,再通過消元將m2+n2化為含有一個變量的式子,再利用函數(shù)最值的方法計算,好像能解決,但實際運算很難利用已知條件“恰為直角三角形的三邊”,而且運算量很大;而若能聯(lián)想到a,b,c,m2+n2的幾何意義,該題實質(zhì)就是計算原點到直線ax+by+2c=0上的點的距離的平方的最小值,所以運用點到直線的距離公式計算:m2+n2=2ca2+b22=4c2a2+b2=4.
像這種在用數(shù)值難于計算或不能計算時,常常聯(lián)想構(gòu)造圖形來解決,既能減少運算量又能提高正確率,是我們解題中時刻不能忘記的一個重要工具,即“得意不要忘‘形’”.
3.特殊模型的開路策略
在許多問題中,我們常常感到已知條件十分陌生,難于理解,不能建立解題思路,這時可以通過一些特殊情況進行具體的直觀的感受,從特殊實例出發(fā),借助特殊位置、數(shù)值或特殊元素等,從中獲得信息找到問題突破口.
例4 已知:a,b,c為△ABC的三邊,滿足a2+b2>c2,則對任意n>2(n∈N),判斷三角形的形狀.(鈍角三角形、銳角三角形、直角三角形、等腰直角三角形)
分析 此題直接解決十分難入手,由于n>2(n∈N),因此當(dāng)n取不同數(shù)值時所得的結(jié)果應(yīng)該是相同的,所以不妨取一些特值進行判斷.如n=3時,可以將a,b,c賦上特值進行判斷,如a=43,b=44,c=45;然后取n=4,a2+b2=2+3>c2=5,所以該三角形是銳角三角形.
這種方法,在許多問題中都可以運用,在高考選擇填空題中運用得更多.像在解析幾何問題中,常常遇到定點和定值問題,或在運動變化過程中探求問題的問題中,我們都可以先通過特殊情境探究結(jié)論,從而有目的地將問題解決.
4.正難則反的思考策略
當(dāng)問題正面解決比較困難時,可以改變思維方向,從問題的反面思考,從而探求出問題解決的方法.
例5 四面體的頂點及各棱的中點共10個點,在其中任取不共面的4點,則不同取法共有多少種?
分析 本題若從正面考慮,很難進行分類,若從反面入手,用補集思想,則可以簡化問題.即從10個點中任取4個共有C410種取法,在排除共面的4點恰在四面體的面內(nèi)有4C46種取法,再排除每條棱上的3個點與其相對棱的中點共面的情況共6種,還有6個中點構(gòu)成的3個平行四邊形,故不共面的取法共有C410-4C46-6-3=141(種).
5.挖掘內(nèi)在規(guī)律的發(fā)現(xiàn)策略
有些題目,審題時可以將條件和結(jié)論有機結(jié)合起來,挖掘條件與結(jié)論之間的內(nèi)在聯(lián)系,從而發(fā)現(xiàn)解題思路.
例6 已知函數(shù)f(x)=x3+2x,若任意實數(shù)x1,x2,x3滿足x1+x2>0,x2+x3>0,x1+x3>0,則f(x1)+f(x2)+f(x3)().
A.大于零
B.小于零
C.大于等于零
D.不能確定
分析 此題明顯是考查函數(shù)有關(guān)知識,而且給出自變量x1,x2,x3的不等關(guān)系,判斷函數(shù)值的符號,應(yīng)該聯(lián)想到運用函數(shù)的單調(diào)性和奇偶性來解決問題,從而探求出函數(shù)f(x)=x3+2x的單調(diào)性和奇偶性,即它是定義在實數(shù)集上的奇函數(shù),而且為單調(diào)增函數(shù),所以由x1+x2>0,x2+x3>0,x1+x3>0易得x1>-x2,x2>-x3,x1>-x3,所以f(x1)>f(-x2)=-f(x2),所以f(x1)+f(x2)>0.同理可得其他,再將各式相加,即得f(x1)+f(x2)+f(x3)為正數(shù),所以選擇A.
像這種明顯帶有知識點特色的習(xí)題在考試中常見,例如在解析幾何題目中,有關(guān)圓錐曲線的題目,很多都要考慮到用定義解題,在數(shù)列題目中,往往結(jié)合數(shù)列的性質(zhì)整體運算的多,只要在學(xué)習(xí)中注意觀察和總結(jié),不難發(fā)現(xiàn)一些常規(guī)的解法.
特別要注意挖掘已知條件中隱含的條件,揭開題目神秘的面紗發(fā)現(xiàn)其實質(zhì),能很快找到解題思路.所謂隱含條件實質(zhì)就是題目本身具有或客觀存在的事實,而題目中往往不明確指出,所以容易忽略,找不到解題思路.當(dāng)仔細閱讀題目條件并能抓住其隱含條件時,往往就找到解題思路了.
例7 已知△ABC中,3sinA+4cosB=6,3cosA+4sinB=1,則C等于().
A.150°
B.30°
C.150°或30°
D.不能確定
分析 給出的條件十分有限,僅僅兩個式子,其實隱含的條件有:三角形中角的范圍;三個角的和為180°,所以只要知道兩個角的和,就能計算出第三個角;還隱含同名三角函數(shù)的關(guān)系:sin2α+cos2α=1.為利用以上關(guān)系,將兩個已知式子同時平方,再將等號左右兩邊的值分別相加,得9+16+24sinAcosB+24cosAsinB=37,再整理為sin(A+B)=12,再利用sin(A+B)=sinC,可以得到sinC=12,從而∠C等于150°或30°.再利用條件3sinA+4cosB=6中隱含的3sinA=6-4cosB>0,所以0
以上是我在教學(xué)過程中發(fā)現(xiàn)的一些能夠較快建立解題思路的方法,在數(shù)學(xué)解題中,只要做一個有心人,善于總結(jié),善于發(fā)現(xiàn),善于探究,就會不斷提升解題水平和解題能力.
注:本文中所涉及到的圖表、注解、公式等內(nèi)容請以PDF格式閱讀原文