☉江蘇省海安高級中學 湯連峰
著名數學家喬治·波利亞說過:“掌握數學就意味著善于解題.”我們知道,數學解題是貫穿高三復習中的一條主線,在高中復習中占有非常大的比例;同時,檢測高三復習的成果也是通過數學解題來實現.如何提高學生的解題能力一直是高三復習中的一個重要課題.作為教師,每天都和不同的試題打交道,試題可謂是師生手頭最豐富的備考資源,如何用好手頭試題,充分挖掘試題的利用價值,是全面提升備考復習水平的關鍵所在.
高三復習是對數學基礎知識和基本技能的復習,掌握基礎知識是復習的起點,沒有知識就談不上能力,更談不上創新,“無知無能”.要落實好數學中基本概念、性質、定理等基礎知識的復習,做到充分理解與掌握,一清二楚,不存在盲點,應用準確.要求復習時形成知識體系,知識間融會貫通了,理解才會更深入和透徹.具體表現為審題時能充分理解題目內涵,一題多思,準確切入.
例1 (2018年江蘇卷13)在△ABC中,角A,B,C所對的邊分別為a,b,c,∠ABC=120°,∠ABC的平分線交AC于點D,且BD=1,則4a+c的最小值為______.
分析:試題是以三角形為載體、解三角形為背景的代數式的最值問題.解三角形是融合“數”“形”于一體,是代數、平面幾何、三角函數、平面向量、平面解析幾何等數學知識的交匯點,解決此類問題主要是根據三角形這一直觀圖形,并以此為切入點尋求已知與未知之間的內在聯系,結合相關的數學知識與數學方法,探究解題的思路和方法.
思路1:(解三角形法思維)從三角形的面積切入,根據三角形的面積可a·BD·sin60°+c·BD·sin60°,整理可得ac=a+c,接下來再探求4a+c的最小值.
從余弦定理切入,根據余弦定理可得AD2=c2+1-2×c×1×cos60°=c2+1-c,CD2=a2+1-2×a×1×cos60°=a2+1-a,而根據角平分線定理可得,可得a2c2+c2-ac2=a2c2+a2-a2c,整理可得ac=a+c,接下來再探求4a+c的最小值.
思路2:(平面幾何法思維)從張角定理切入,根據張角定理有,可得=1,整理可得ac=a+c,接下來再探求4a+c的最小值.
從相似比切入,過點D作DE∥BC交AB于點E,由于∠ABC=120°,∠ABC的平分線交AC于點D,可知∠EDB=∠DBC=∠ABD=60°,則△BDE為等邊三角形,即EB=ED=BD=1,而由DE∥BC,可得=1,整理可得ac=a+c,接下來再探求4a+c的最小值.
思路3:(平面向量法思維)從平面向量的線性運算
點評:一題多思,可以思考問題中的相關概念,也可以思考問題中的切入角度或是其他的問題.一題多思,為解決問題提供思維角度,從不同思維角度切入,選取自己更熟悉、更熟練的方法與知識,結合題目來分析與求解,為正確解決提供必要的條件.
一題多解能有效構建知識網絡、加強知識間的相互溝通、打破思維定勢、培養思維的靈活性,培養學生從多角度、多途徑、多知識尋求解決問題的方法,開拓解題思路,進而通過多種解法的對比與分析來選取最佳解法,總結解題規律,提升解題能力,增強思維品質,進而提升數學核心素養.
例2(2018年全國Ⅰ卷文11)已知角α的頂點為坐標原點,始邊與x軸的非負半軸重合,終邊上有兩點A(1,a),B(2,b),且cos2α=,則|a-b|=( ).

分析:三角函數的求值問題一直是高考中的常見題型,本題通過精妙的設計,把三角函數的定義、二倍角公式、半角公式、萬能公式等三角函數的相關公式加以交匯,并結合其他相關知識加以融合與應用.該題在解法上具有多樣性,解題切入口也不唯一,這樣更能很好地考查學生思維的靈活性、多樣性、拓展性.
解法1:(三角函數定義法1)根據三角函數定義,對照點A(1,a),可得,結合二倍角公式可得cos2α=cos2α-sin2α=對照點B(2,b),可得,結合二倍角公式可得cos2α=cos2α-sin2α=,解得b2=又由題可知ab>0,不妨取,所以
解法6:(直線斜率公式+萬能公式法2)根據三角函數定義有,根據萬能公式可得,根據直線的斜率公式可得k=,所以
解法7:(直線斜率公式+萬能公式法3)根據直線的斜率公式可得,根據萬能公式可得,解得(b-a)2=,即|a-
點評:一道好的習題之所以能引起大家強烈的共鳴與反響,不是因為其獨特的解題技巧,而是其中所蘊含的豐富的數學思想和思維方法.而一些高考真題就能很好地達到此目的.在日常教學過程中,教師精心選擇此類具有代表性的“一題多解”題目作為習題,通過一題多解等訓練,可以極大地增強學生的數學核心素養.
針對高三復習中的試題,大部分是以往的高考題或模擬題,這些精選試題不少都凝結了命題專家的智慧和心血,有的背景深刻,有的內涵豐富,有的立意高遠,有的創意新穎等.解題時不能停留在表面,淺嘗輒止,要進一步探究問題深層次的內涵,培養深入思考問題的習慣,提升探究問題的意識,培育核心素養.
例3 (2018年上海卷12)已知實數x1、x2、y1、y2滿足:x12+y12=1,x22+y22=1,x1x2+y1y2=,則最大值為______.
分析:充分體會題目條件,以及對應條件所代表的幾何意義,通過不同角度的轉化,以及不同知識點的滲透與交匯來達到綜合與應用的目的,進而利用幾何法與不等式的基本性質法,分別從“形”的角度與“數”的角度來進行解決與處理.
探究1:本題如何從題目條件切入?
探究2:本題有哪些基本的數學模型?
探究3:本題有哪些不同的解題方法?
探究4:本題中的一些條件或結論的改變可否進行變式?
探究5:本題能否推廣到一般性的結論?
點評:通過一道多探,可以提升解題的深度與廣度,掌握豐富的數學方法,學習樸素的數學原理,完成火熱的數學思考,使我們領悟解題方法,領悟解題思想,領悟問題的深層次聯系,不停留表面,不拘泥題海,使同學們的解題能力和思維品質向更深層次發展和升華.
一題多變是在有效思考、探究的基礎上,不妨從一個熟悉的基本問題著手,不斷改變題設中的某些關鍵條件或結論,將相近的問題串起來,給學生形成強烈的認知沖突,強化學生學習基礎,提升學習效率,培養學生細心謹慎的良好學習習慣,培養創新意識與能力都大有幫助.
例4(2018年全國Ⅱ卷文10)若f(x)=cosx-sinx在[0,a]上是減函數,則a的最大值是( ).

分析:結合三角恒等變換轉化為相應的三角函數問題,結合三角函數的圖像與性質,通過三角函數單調性來確定參數的取值范圍.也可以借助導數法或選項排除法來處理此題.而通過該題深入分析,拓展思維,改變條件,可以得到意想不到的效果.
變式1:若f(x)=sinx-cosx在[0,a]上是增函數,則a的最大值是( ).

(答案:C)
變式2:(2018年全國Ⅱ卷理10)若f(x)=cosx-sinx在[-a,a]上是減函數,則a的最大值是( ).

(答案:A)
變式3:若f(x)=sinx-cosx在[-a,a]上是增函數,則a的最大值是( ).

(答案:A)
點評:看似簡單的一道三角函數問題,其實認真分析,仔細探究,可以從不同角度展開來解決,也可以通過不同方式加以拓展深入,得到變式,真正達到“認真解答一個題,拓廣解決一類題,變式深化一片題,思維能力一起高”的目的.
喬治·波利亞對“善于解題”的進一步闡述:“善于解題不完全在于解題的多少,還在于解題前的分析、探索和解題后的反思.”“工欲善其事,必先利其器”,高三復習千頭萬緒,以試題為抓手,挖掘其潛在價值,促進科學有效備考,無疑是值得嘗試、行之有效的一種方法.H