在高考數(shù)學(xué)試題中數(shù)學(xué)思想和方法的考查常常與數(shù)學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)的考查結(jié)合在一起進(jìn)行,因此,在高三數(shù)學(xué)復(fù)習(xí)的各個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)中都應(yīng)該重視挖掘、運(yùn)用其中的數(shù)學(xué)思想和方法。
一、中學(xué)數(shù)學(xué)與高考考查中的數(shù)學(xué)思想和方法
在中學(xué)數(shù)學(xué)與高考考查中的數(shù)學(xué)思想主要有:函數(shù)與方程,數(shù)形結(jié)合,分類與整合,化歸與轉(zhuǎn)化,特殊與一般,有限與無(wú)限,偶然與必然。基本數(shù)學(xué)方法有:待定系數(shù)法,換元法,配方法,割補(bǔ)法,反證法等,數(shù)學(xué)邏輯方法與思維方法有:分析與綜合,歸納與演繹,比較與類比,具體與抽象等,它們是數(shù)學(xué)考查中理解、思考、分析與解決問(wèn)題的常用方法。
二、“雙基”復(fù)習(xí)時(shí)滲透數(shù)學(xué)思想方法,豐富知識(shí)內(nèi)涵
基礎(chǔ)知識(shí)和基本方法的復(fù)習(xí)是高考數(shù)學(xué)第一輪復(fù)習(xí)的重要內(nèi)容,在這個(gè)復(fù)習(xí)過(guò)程中,要充分挖掘其中的數(shù)學(xué)思想和數(shù)學(xué)方法。如復(fù)習(xí)函數(shù)的極值、方程解的個(gè)數(shù)時(shí)可用數(shù)形結(jié)合的思想,在復(fù)習(xí)等比數(shù)列前n項(xiàng)和公式時(shí),應(yīng)注意對(duì)公比q的討論,寫(xiě)出q=1時(shí)Sn=na1和q≠1時(shí)兩種情況的不同公式,體會(huì)其中的分類討論思想,使學(xué)生充分領(lǐng)悟到數(shù)學(xué)思想方法普遍存在于數(shù)學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)中。
在梳理基礎(chǔ)知識(shí)時(shí),充分發(fā)揮思想方法在知識(shí)間的紐帶作用,可幫助學(xué)生合理構(gòu)建知識(shí)網(wǎng)絡(luò),優(yōu)化思維結(jié)構(gòu)。例如,在二次函數(shù)、一元二次方程、一元二次不等式關(guān)系的復(fù)習(xí)中,可充分利用函數(shù)思想,轉(zhuǎn)化為方程的解、不等式解的幾何意義,運(yùn)用轉(zhuǎn)化和數(shù)形結(jié)合的思想,深化對(duì)知識(shí)的理解。
三、解題中滲透數(shù)學(xué)思想方法,提高學(xué)生的解題能力
數(shù)學(xué)解題的過(guò)程實(shí)質(zhì)上是運(yùn)用數(shù)學(xué)思想方法加工、處理已知條件、數(shù)學(xué)知識(shí)和結(jié)論,將已知轉(zhuǎn)化為結(jié)論的過(guò)程。運(yùn)用數(shù)學(xué)思想方法可優(yōu)化學(xué)生的解題策略。
例1.若函數(shù)在區(qū)間(1,4)內(nèi)為減函數(shù),在區(qū)間內(nèi)為增函數(shù),試求實(shí)數(shù)a的取值范圍。
分析:這是一個(gè)利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)單調(diào)性的問(wèn)題。首先把函數(shù)的增、減性轉(zhuǎn)化為導(dǎo)數(shù)的正、負(fù)來(lái)研究,求函數(shù)f(x)的導(dǎo)數(shù)在區(qū)間(1,4)內(nèi)為負(fù),在區(qū)間內(nèi)為正的充要條件,而這個(gè)問(wèn)題則可利用二次函數(shù)的問(wèn)題,借助圖形來(lái)解決。
例2.已知F為雙曲線C:的右焦點(diǎn),P為雙曲線C右支上的一點(diǎn),且位于x軸上方,M為直線上一點(diǎn),O為坐標(biāo)原點(diǎn),已知且,求雙曲線C的離心率.
分析:根據(jù)向量的平行四邊形運(yùn)算法則,易知四邊形OFPM是邊長(zhǎng)為c的菱形,因此利用數(shù)形結(jié)合的轉(zhuǎn)化方法,引導(dǎo)學(xué)生利用幾何關(guān)系得到P點(diǎn)到雙曲線右準(zhǔn)線的距離為,再用雙曲線的定義得到,所以。
這里通過(guò)數(shù)形轉(zhuǎn)化思想的應(yīng)用,啟發(fā)學(xué)生的利用雙曲線的定義,結(jié)合雙曲線的圖形、雙曲線的準(zhǔn)線、菱形的幾何性質(zhì)得到問(wèn)題的答案。
例3.已知雙曲線,問(wèn)過(guò)點(diǎn)P(1,1) 能不能作一條直線l,使它與雙曲線交與A、B兩點(diǎn),并且P是線段AB的中點(diǎn),如果能,寫(xiě)出直線l的方程,如果不能說(shuō)明理由。
分析:
(1)如果直線l垂直于x軸,易知不合題意。
(2)如果直線l不垂直于x軸,則可設(shè)直線l的方程為y-1=k(x-1),A(x1,y1),B(x2,y2)線段AB的中點(diǎn)為M(x0,y0)討論方程組得()。
所以,因此,得k=2。
但是,當(dāng)k=2時(shí),方程成為,其,方程無(wú)實(shí)數(shù)解,直線l與雙曲線沒(méi)有交點(diǎn)。所以,符合題意的直線l不存在。
這個(gè)題目的解題過(guò)程中,將直線與曲線相交的問(wèn)題巧妙地轉(zhuǎn)化為方程組的解的問(wèn)題.
四、利用專題講座,提高數(shù)學(xué)思想方法的駕馭能力
高考數(shù)學(xué)第二輪復(fù)習(xí),主要幫助學(xué)生構(gòu)建知識(shí)網(wǎng)絡(luò),提升解題能力,通常以專題復(fù)習(xí)講座的方式進(jìn)行,可以設(shè)計(jì)一個(gè)以數(shù)學(xué)思想方法為主線把中學(xué)數(shù)學(xué)中的基礎(chǔ)知識(shí)串連起來(lái)的專題,讓學(xué)生深刻領(lǐng)悟數(shù)學(xué)思想方法在數(shù)學(xué)學(xué)科中的支撐和統(tǒng)帥作用。比如以函數(shù)與方程思想為主線,可以聯(lián)結(jié)代數(shù)中的基本初等函數(shù)如二次函數(shù)、二次方程、一元二次不等式的關(guān)系,三角函數(shù)的性質(zhì)和圖像,直線與圓、直線與圓錐曲線的位置關(guān)系,利用導(dǎo)數(shù)研究函數(shù)的單調(diào)性、極值點(diǎn)、最大值和最小值等問(wèn)題:以轉(zhuǎn)化思想為主線,將空間直線與平面的位置關(guān)系轉(zhuǎn)化為平面幾何中的三角形、四邊形的位置關(guān)系和數(shù)量關(guān)系;將簡(jiǎn)單的分式不等式、高次不等式轉(zhuǎn)化為一元一次不等式和一元二次不等式;將解析幾何中的直線與曲線的交點(diǎn)個(gè)數(shù)轉(zhuǎn)化為方程組的解的個(gè)數(shù)等等。
五、在模擬考試的試卷講評(píng)中,強(qiáng)調(diào)數(shù)學(xué)思想方法在解題方法中的作用
試卷評(píng)講課是學(xué)生積累解題經(jīng)驗(yàn)的最好環(huán)節(jié),評(píng)講應(yīng)該有明確的目標(biāo),有學(xué)生獨(dú)立質(zhì)疑與反思的時(shí)間和空間,有解題方法和思路的歸納與小結(jié)等,更要重視利用數(shù)學(xué)思想方法在解題中的作用,化繁為簡(jiǎn),化難為易。
例4.(2010年高考全國(guó)卷1)半徑為2的球面上有A、B、C、D四點(diǎn),若AB=CD=2,則四面體ABCD的體積的最大值為
(A) (B)(C) (D)
這道題按常規(guī)方法既繁瑣又難以理解,但如果利用特殊與一般的思想與方法,將問(wèn)題特殊化,大膽猜想線段AB、CD處于特殊情況下有可能取到最值,因而設(shè)想當(dāng)且僅當(dāng)它們的中點(diǎn)連線為二者的中垂線時(shí),四面體的體積有最大值,而這個(gè)證明與解法就非常容易了。
例5.已知三棱錐P-ABC的三條側(cè)棱PA、PB、PC兩兩垂直,且長(zhǎng)度分別為3、4、5,則三棱錐P-ABC外接球的表面積是。
分析:直接尋找三棱錐P-ABC外接球的球心和半徑比較困難,如果將三棱錐P-ABC 補(bǔ)成以PA、PB、PC為同一個(gè)頂點(diǎn)出發(fā)的三條棱的長(zhǎng)方體,顯然這個(gè)長(zhǎng)方體外接球就是三棱錐P-ABC外接球,從而三棱錐P-ABC外接球的直徑就等于長(zhǎng)方體的對(duì)角線長(zhǎng),可容易求出三棱錐P-ABC外接球的表面積。
可見(jiàn),利用試題講評(píng)的機(jī)會(huì)挖掘題目中的數(shù)學(xué)思想方法,可以更好地提高學(xué)生的解題能力。
總之,在數(shù)學(xué)復(fù)習(xí)的各環(huán)節(jié)中重視數(shù)學(xué)思想方法,可以加強(qiáng)學(xué)生對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的理解,提高學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題能力,提高數(shù)學(xué)課的復(fù)習(xí)效率。