薛日琴
(福清第二中學,福建 福州 350300)
例談特殊化思想在選擇題求解中的應用
薛日琴
(福清第二中學,福建 福州 350300)
選擇題具有靈活多變、知識覆蓋面廣等特點。選擇題的答案包含在四個選項中,往常可以利用特殊化的思想方法求解,選擇題求解時的特殊化思想,包括利用特殊值、特殊圖形、特殊函數、特殊位置等多種方法。
特殊化思想;選擇題;特殊化
在全國高考數學試卷中,選擇題數量多,占分比例高,具有概念性強、量化突出、知識覆蓋面廣、解法多樣化等特點,考生能否迅速、準確、全面、簡潔地求解選擇題,往往是能否取得較好成績的關鍵。
數學選擇題一般是容易題或中難題,壓軸部分有個別難題,當中許多問題的解答可使用特殊方法。解答選擇題,要立足通性通法,也要看到選擇題題型的特殊性,充分利用題干和選擇支兩方面提供的信息,依據題目的具體特點,靈活、巧妙、快速地找到正確選項。
筆者結合教學中積累的部分典型題例,對特殊化思想在選擇題求解中的應用問題進行了思考,總結歸納了以下四種不同的途徑與方法。
對于一些含有變量的問題,往往可以對其賦一些特殊值,以簡化思維過程,達到問題求解的目的。
例1(2017年全國I卷理數第11題)設 x,y,z為正數,且 2x=3y=5z,則
A.2x<3y<5z B.5z<2x<3y C.3y<5z<2x D.3y<2x<5z
分析:依常規方法,令2x=3y=5z=k>1,得

以上解法費時費力,事實上,只需令變量x取特殊值1,本題即可迎刃而解。
解析:令x=1,則3y=5z=2,可得y=log32,z=log52,從而2x=2,3y=3 log32=log38<2x,5z=5 log52=log532>2x,從而3y<2x<5z,選擇D。
例2(2017年福州市3月質檢理數第9題)已知數列{an}中,a1=1,且對任意的m,n∈N*,都有am+n=am+an+mn ,則

分析:本題考查遞推數列,累加法求數列的通項公式以及裂項相消法求數列的前n項和。對于條件am+n=am+an+mn,很多學生不知道怎么對其進行轉換,導致解題障礙。事實上,通過觀察選項,不需要條件am+n=am+an+mn,亦可求解本題。

對于一些問題,如果題設給出的是一般化的圖形,往往可以將其特殊化為特殊圖形進行求解。如條件給出的是一般三角形,往往可以考慮特殊化為直角三角形、等腰三角形、等邊三角形等。如條件給出的是平行四邊形,往往可以考慮特殊化為矩形、菱形、正方形等。
例3(2017年福建省4月質檢理數第9題)已知D,E是ΔABC邊BC的三等分點,點P在線段DE上,若,則xy的取值范圍是

分析:本題條件沒有具體指出ΔABC是什么三角形,故可將其特殊化為等腰直角三角形,以簡化解題過程。
解析:將ΔABC特殊化為等腰直角三角形,不妨設AB=1,可求D,E坐標分別為直線BC的方程為x+y=1。由于點P在線段DE上,D,E是BC的三等分點,故可設點 P坐標為,由,得 到,結合,可知選擇D選項。

例4(2017年福州市5月質檢理數第10題)已知a,b,c分別是ΔABC的內角 A,B,C所對的邊,點 M為ΔABC的重心,若a

分析:本題中的條件“重心”,大部分學生不懂怎么應用,而條件給的更是莫名其妙,學生難以入手。由于題設未限定ΔABC的形狀,故本題可將ΔABC特殊化為特殊的圖形。
解析:對于A選項,不妨設ΔABC是以A為直角,腰長為1的等腰直角三角形,以A為原點,AB所在直線為x軸,建立直角坐標系,可求各點坐標為 A(0,0)、,故可排除A選項。同樣,對于B選項,可構造以C為直角,腰長為1的等腰直角三角形,以將之排除掉。對于C選項,可構造以以頂角,腰長為1的等腰三角形,以線段AB中點為原點,AB所在直線為x軸,建立直角坐標系,求出各點坐標及對應向量,以將之排除掉。對于D選項,構造以以頂角,腰長為1的等腰三角形,以線段AB中點為原點,AB所在直線為x軸,建立直角坐標系,各點坐標為,可知D選項符合題設條件,選擇D。
評注:求解向量問題,往往可以通過向量運算或坐標方法。單純的向量運算,需要尋找各種量之間的相互聯系,思維量比較大。運用坐標方法求解,往往會相應增加運算量,但思維跨度較小,相對更易理解和操作。
對于一些與抽象函數有關的問題,我們往往可以通過待定系數法構造一些特殊函數,以求解符合題設條件的函數,再利用排除法求解題目,達到化繁為簡的目的。至于構造特殊函數,往往可以從簡單的一次函數、二次函數、反比例函數等入手進行逐個嘗試。
例5(2016年全國甲卷理數第12題)已知函數f(x)(x∈R)滿 足 f(-x)=2-f(x),若 函 數與y=f(x)圖象的交點為 (x1,y1),(x2,y2),… ,(xm,ym),則
A.0 B.m C.2m D.4m
分析:本題為選擇題的把關題,同樣很多學生卡在了條件 f(-x)=2-f(x)上。事實上,可構造特殊函數來求解此類題。
解析:嘗試令 f(x)=ax+b,由條件 f(-x)=2-f(x)可得 b=1,則 f(x)=ax+1,不妨設 a=1,得 f(x)=x+1。可求函數與y=x+1交點坐標分別為(-1,0)、(1,2),故 m=2=-1+1+0+2=2。當 m=2選項中能算得2的只有B選項,故選擇B。
例6(2017年龍巖市3月質檢理數第12題)已知函數 f(x)的定義域為R,其圖象關于點(-1,0)中心對稱,其 導 函 數 為 f′(x) , 當 x<-1 時 ,(x+1)[f(x)+(x+1)f′(x)]<0 ,則不等式 xf(x-1)>f(0)的解集為
A.(1,+∞) B.(-∞,-1)C.(-1,1)D.(-∞,-1)?(1,+∞)
分析:本題同樣為選擇題的把關題,常規方法處理思維跨度大,對于程度中等或中下的學生比較難,下面筆者構造特殊函數法來求解之。
解析:嘗試令 f(x)=ax+b,由于其關于(-1,0)中心對稱,可得 -a+b=0 ,則 f(x)=ax+a ,f′(x)=a ,得(x+1)[ax+a+a(x+1)]=2a(x+1)2,由2a(x+1)2<0得a<0,可取 a=-1,從而 f(x)=-x-1,xf(x-1)>f(0)即x[-(x-1)-1]>-1,解不等式得-1<x<1,故選擇C。
求解選擇題,除了關注題設條件,認真觀察選項之間的差異也很重要,這些差異是問題求解的關鍵,且差異往往“差”在特殊位置,用好它,能收到事半功倍的效果。
例7(2016年福州高一第二學期期末質檢第11題)如圖,點P是半^徑為1的半圓弧AB上一點,若AP長度為x,則直線AP與半圓弧AB所圍成的圖形的面積S關于x的函數圖象為


分析:不看選項,直接根據題設條件求S與x的關系,再畫圖求解,顯然這種方法是最不明智的。事實上,觀察4個選項,在這一特殊位置,S的取值存在差異,從這方面入手,結合排除法,即可快速求解本題。

例8(2017年福建省4月質檢理數第10題)空間四邊形ABCD的四個頂點都在同一個球面上,E,F分別是 AB,CD的中點,且EF⊥AB,EF⊥CD。若AB=8,CD=EF=4,則該球的半徑等于

分析:幾何體的外接球問題是常見題型,可是本題的題設條件并不常見,故本題得分率較低。常規方法需要根據條件EF⊥AB,EF⊥CD推導得到球心在EF上,并不易想到,需要學生有較強的空間想象能力。事實上,在保證AB、CD、EF三條線段長度不變的前提下,可將AB繞著E點旋轉,CD繞著F點旋轉,使兩條線段趨向于一個特殊位置,即AB//CD(在這個旋轉過程中,球的半徑總是保持不變),這樣可將空間問題轉化為平面問題進行處理。
解析:考慮AB//CD這種臨界位置,根據對稱,顯然球心O在線段EF上,設OE=x,則OF=4-x,由勾股定 理 得 42+x2=22+(4-x)2,解 得

選擇題的解答思路不外乎直接法和間接法兩大類,直接法是解答選擇題最基本、最常用的方法,如果所有選擇題都用直接法解答,不但時間不允許,甚至有些題目根本無法解答。因此,還要求學生掌握一些特殊的解答選擇題的方法,在平時的練習中有意識地進行應用,反復體味,以提高自己在這方面的能力,達到“多一點想的,少一點算的”的思維訓練。
[1]連佑平.特殊化思想在高中數學解題中的應用[J].福建教育學院學報,2017(5).
[2]呂建恒.特殊化思想在解題中的功能[J].中學數學教學參考,1994(7).
[3]王新宏.探究特殊與一般思想在高考中的應用[J].河北理科教學研究,2016(6).
(責任編輯:王欽敏)