賴健祥
[摘 要]巧妙利用隱含條件解題,不僅能提高解題效率,而且能提高學生的分析問題和解決問題的能力.
[關鍵詞]初中數學;隱含條件;解題
[中圖分類號] G633.6 [文獻標識碼] A [文章編號] 1674-6058(2018)32-0020-02
不少初中數學題題設條件都隱含在題目中.如果學生不注重分析,就無法找到求解問題的關鍵.要實現對隱含條件的巧妙應用,學生除了應具備扎實的基礎知識功底,熟練掌握有關的概念、公式和性質外,還要具備一定的創造性思維和發散性思維,能夠靈活運用各種圖形工具和分析方法.
一、概念、公式中隱含條件的分析與應用
多數初中數學題目都含有或多或少的概念、公式類隱含條件,學生只有掌握對應部分的知識內容,才能找到正確的解題方法.
[例1]分式(x2-4)/(x2+x-2)=0,求解x.
這道題目中隱含條件是分母不為零.如果學生忽視這一條件,直接令x2-4=0,則會得出錯誤的結果[x=±2].正確的解法應在x2-4=0且x2+x-2≠0的條件下,求解x的值.因此最終結果為單一解x=2.
[例2]已知點M(x,y)滿足坐標方程log1+xy+log1-xy=log1+xy-log1-xy,求解點M的軌跡方程.
首先給出一個錯誤解法:根據坐標方程得到logy(1-x)+logy(1+x)=1,得到y=-x2+1.由此得出點M軌跡方程是以(0,1)為頂點,以y軸為對稱軸且開口方向向下的拋物線.得出這一錯解的原因就是學生沒有發現對數函數定義的隱含條件,即(1)y>0;(2)1+x>0且1+x≠0;(3)1-x>0且1-x≠0.于是在解題過程中忽略了一個正確的解y=1.因此,正確的解題過程應在得出y=-x2+1后,繼續分析其符合題意的部分,確定其軌跡為y=-x2+1和y=1,且x∈(-1,0)∪(0,1).
從上述兩道例題中可以看出,概念公式隱含條件普遍存在,且容易被忽略,需要學生在解題過程中有更多的耐心和細心,根據題目已知條件完成計算后,再用隱含條件進行檢驗,剔除不符合條件的解.
二、性質、定理隱含條件的分析與應用
在初中數學中,許多性質定理和判定定理也經常被作為隱含條件出現在題目中,由于一些性質、定理較為相似,僅在個別使用條件下存在差異,學生即使意識到隱含條件的存在,也容易因相關性質、定理不夠熟悉,而得出錯誤的解.
[例3]過點A(2,0)的直線與曲線y=x2相交于兩點P和Q,求解PQ中心點M的軌跡方程.
在求解此類問題時,學生容易出現的錯誤是認為過點A的直線斜率k一定存在,將其設為y=k(x-2),代入后得到x2+kx+2k=0.然后設點P和Q的坐標分為別(x1,y1)和(x2,y2),PQ中心點M的坐標為(x,y),并有x=(x1+x2)/2=k/2,由此得出k=2x.由于點M在直線y=k(x-2)上,于是得出y=2x2-4x即為點M的軌跡方程.在此過程中忽略了一個重要的判定定理,即直線與曲線存在兩個不同交點時,[Δ]=k2-8k>0.根據這一判定定理可得出k<0或k>8.在根據上述求解得到的k=2x,可以得出x<0或x>4.因此,正確的解是y=2x2-4x,x∈(-∞,0)∪(4,+∞).
由此可以看出,在解題過程中,學生如果忽略了性質、定理,會導致求解過程中的條件判斷失誤,進而導致最終求解結果出現錯誤.因此,在平時的學習過程中,學生應將各類性質和判定定理了然于心,根據題目條件進行靈活運用.
三、題設制約隱含條件的分析與應用
題設制約隱含條件是指在題目所給條件中,如果A條件成立,則B條件也必須成立;或A條件成立則B條件必須不成立的情況.其中A條件為題目已知條件,而B條件則為需要學生自己分析出來的隱含條件.如果學生沒有發現隱含的B條件,則會導致出現多解或漏解的情況.
[例4]已知sinα=[5]/5,sinβ=[10]/10,且α和β均為銳角,求解α+β.
在這道題目中,部分學生的錯誤解法如下:根據題目已知條件sinα=[5]/5和α為銳角,得出cosα=[1-sin2α]=2[5]/5.再根據題目已知條件sin β=[10]/10和β為銳角,得出cos β=[1-sin2β]=3[10]/10.由此得出sin(α+β)=([5]/5)·(3[10]/10)+(2[5]/5)·([10]/10)=[2]/2.由于α和β均為銳角,因此0<α+β<π,最終得到α+β=π/4或α+β=3π/4.
在上述解法中,sinα=[5]/5<[2]/2,而且α是銳角,因此,0<α<π/4.同理,sinβ=[10]/10<[2]/2,而且β是銳角,因此,0<β<π/4,所以實際上α+β的取值范圍是0<α+β<π/2,這就是被學生忽略的“B條件”.這道題最終的結果只有一個,即α+β=π/4.
四、幾何圖形隱含條件的分析與應用
幾何圖形隱含條件也是一種常見形式.初中數學題目的抽象程度較高,需要學生掌握圖形分析方法.許多隱含在幾何圖形中的隱含條件,學生只依靠題目分析難以發現,需要畫出具體圖形,通過作輔助線等方式才能找到.
[例5]等腰三角形ABC周長為8 cm,腰長為x cm,底邊為y cm,試寫出y關于x的函數解析式,確定其函數圖像.
在求解這道題目時,根據題目已知條件,學生可以較為容易地列出關系式2x+y=8,進而通過變化得出y=-2x+8.由此得出的函數是斜率為-2,與y軸相交于8的直線AB.但實際上還要考慮兩個重要的性質定理,即三角形任意鄰邊之和大于第三邊,且三角形邊長為正值.因此,x的取值范圍為2 利用幾何圖形特征進行求解是初中數學的一種重要解題方法,此法不僅可以降低題目求解難度,還可以引起學生對隱含條件的注意,從而通過對比幾何圖形進行檢驗和檢算,發現錯誤問題,得出正確解法. 通過對上述幾種題目隱含條件分析和應用方法的研究,我們可以看出,隱含條件在初中數學問題中普遍存在,而且很容易導致學生做題時出現問題.對題目的隱含條件進行靈活運用,則可以快速求解出正確答案.因此,在平時的學習和練習過程中,學生必須加強對不同隱含條件出現形式的重視,在扎實掌握相關基礎知識的前提下,采用正確的分析方法進行求解. 通過對隱含條件具體出現形式、常見的錯誤解法以及正確的分析和應用方法進行介紹,可以幫助學生更好地掌握隱含條件的利用方法,從而提高解題效率和準確率. [ 參 考 文 獻 ] [1] 任捷.試論初中數學解題教學中隱含條件的應用[J].學周刊,2017(14):190-191. [2] 范玉蓮.數學題中隱含條件的挖掘和應用[J].晉中師范高等專科學校學報,2003(3):86-87. [3] 包素華.數學分析解題中隱含條件的應用[J].衡水師專學報,1999(4):74-77. (責任編輯 黃桂堅)