☉浙江省湖州市吳興高級中學 劉曉東
☉浙江省嘉興市第一中學 沈新權
橫看成嶺側成峰
——對2017年高考浙江卷第15題的多維賞析
☉浙江省湖州市吳興高級中學 劉曉東
☉浙江省嘉興市第一中學 沈新權
2017年高考已落下帷幕,浙江卷因其首次文理合卷格外引人注目,其中第15題秉承了浙江卷簡潔、靈動的一貫風格,可謂橫看成嶺側成峰,本文就此題進行多維賞析,旨在引玉.
考題 (2017年浙江卷15題)已知向量a,b滿足|a|=1,|b|=2,則|a+b|+|a-b|的最小值為_________,最大值為__________.
本題背景簡捷,但內涵及其豐富,從不同的角度、高度去審視它,我們都能得到一系列優美的解法.
1.準確理解,優化運算
數學的概念與性質不是獨立存在的,如果問題涉及某個概念或性質,則問題的解決必定與這些概念、性質相關聯,因此,我們可以從這些概念或性質本身出發來解決問題,在解決問題的過程中,應當合理選擇算法,優化運算.
解法1:設b=(2,0),a=(cosθ,sinθ),則a+b=(2+cosθ,sinθ),a-b=(2-cosθ,-sinθ),所以
,所以16≤t2≤20.
點評:題干涉及向量的模、向量的加減運算,但考慮到向量的坐標運算思維量小,易于操作,因此解法1利用向量模的概念結合坐標法進行求解,自然順暢,具有一定的普適性.
2.由表及里,層層推進
在解決數學問題時,我們往往會憑借數學基本活動經驗從題干的“表”入手,尋求突破,但在“表”的探尋過程中,又會產生新的問題,因此探究要層層推進,直至問題得以解決.
解法2:由題意,設t=|a+b|+|a-b|,則t2=(|a+b|+|a-b|)2=2a2+2b2+2|a+b|·|a-b|=10+2|a+b|·|a-b|.
又2|a+b|·|a-b|≤(|a+b|)2+(|a-b|)2=10,所以t2≤20.
以下同解法1.
點評:解法2的關鍵點在于對10+2|a+b|·|a-b|的處理,通過平方將問題轉化為求兩個非負實數積的最值問題,最大值可以根據基本不等式很容易得到,按數學基本活動經驗,最小值不可能由基本不等式直接得到,但只要考慮到向量數量積的定義,問題便迎刃而解.此類解法往往是學生的首選,但必須要做到“遇神請神,遇佛送佛”.
3.活用換元,巧妙構造
換元是數學解題的重要思想,通過換元,構造合理的數學模型,不但能使問題得以順利解決,更能給人以美的享受.
解法3:由題意可設x=|a+b|,y=|a-b|,則x2=(|a+b|)2=5+4cosθ,x∈[1,3],y2=(|a-b|)2=5-4cosθ,y∈[1,3],所以x2+y2=10.
因為x∈[1,3],y∈[1,3],所以點(x,y)的軌跡為一段圓弧,如圖1.

圖1
解法4:如解法3,設x+y=b,即y=-x+b,則b的幾何意義為直線在y軸上的截距.
如圖1,當直線過A點時,(x+y)min=4;當直線與弧AB相切時取得最大值,此時,即
點評:解法3、解法4通過換元巧妙地將問題轉化為三角、截距問題,不僅使問題得以迅速解決,更體現了數學美.但新元的范圍是預防錯解的關鍵,也是換元法解題必須強調和強化的.
4.追根究底,回歸本源
所有的數學問題都有其“根”,如果我們能夠尋到其“根”,抓住問題的本質,問題的解決自然是水到渠成.

圖2
又|a+b|+|a-b|=2(OM+BM)≥2OB=4 ①,|a+b|+|a-b|=2(OM+AM)≥2OA=2 ②,
由于①②要恒成立,所以|a+b|+|a-b|≥4.
點評:解法5主要是圍繞向量加法、減法的運算法則,結合向量模的本質,從幾何的維度對問題進行求解,數與形的完美結合,彰顯了數學的魅力.
5.小題小做,尋求捷徑
限時作答是高考的特點之一,在有限的時間內快速、準確答題,是高考取得成功的關鍵,小題小做是數學解題教學追求的一種境界.
解法6:由三角不等式得|a+b|+|a-b|≥max{2|a|,2|b|}=2|b|=4.
點評:對于最值問題,優先考慮不等式,鑒于題干是兩個絕對值之和,自然聯想到絕對值三角不等式,解法自然流暢,充分體現了小題小做的思想.
應該說,尋找解題方向的思路沒有優劣之分的,但解題方法卻有好壞之分,好的方法能直達問題的本質,讓解題過程清晰明了、賞心悅目,好的方法更來自于數學基本活動經驗的積累,是解題教學積淀的客觀反映.
(1)解題教學應深刻理解數學概念和性質.數學概念和性質是整個數學大廈的基石,也是解題方向的根本,只有充分理解題中涉及的概念,以及性質的內涵與外延,才能找出問題的本質,為尋找解題思路提供方向,這樣的解題教學也才有意義.
(2)應注意問題的等價轉化.解題時,不斷轉化問題是探索解題方向的關鍵,也是積極發現解題方法的過程.轉化是一切解題策略的基本出發點,在轉化的過程中,我們不僅能求得問題的解決,同時也能將相關知識進行串聯,形成相應的知識鏈,由一個問題派生一堆問題,解決一堆問題,這才是解題教學的根本所在.
(3)2017年浙江省首次文理合卷,這對高中數學教學提出了新的挑戰,2017年高考浙江卷提供了很好的藍本,對高中數學的教學具有很強的導向性,本題就是一個很好的例證,試題親和、簡練,但內涵極其豐富,簡約而不簡單,橫看成嶺側成峰,有極高的教學價值,是解題教學的極好素材.F