賀明亮
面對浩瀚的數(shù)學題海,我們不可能全部做完,我們只能以不變?nèi)?yīng)萬變,變換的是題型,但是不變的是解題方法.如何在教學過程中將解題方法很好地展示給學生,促進學生解題能力的提高是我們教師深思的問題.本文就高中數(shù)學解題,介紹了自己對數(shù)學解題方法的一點認識和體會.
一、高中數(shù)學解題的基本方法
美國著名數(shù)學教育家波利亞曾經(jīng)說過,“學好數(shù)學就意味著要善于解題”.而當我們解題的時候遇到一個問題,總想用自己熟悉的題型去“套”,只有對數(shù)學解題方法理解透徹后,才能很好地將解題方法運用到解題過程中.下面以反證法為例:
反證法是一種間接證法.它是數(shù)學學習中一種很重要的證題方法.反證法證題的步驟大致分為三步:
(1)反設(shè):作出與求證的結(jié)論相反的假設(shè);
(2)歸謬:由反設(shè)出發(fā),導(dǎo)出矛盾結(jié)果;
(3)作出結(jié)論:證明了反設(shè)不能成立,從而證明了所求證的結(jié)論成立.
其中,導(dǎo)出矛盾是關(guān)鍵,通常有以下幾種途徑:與已知矛盾,與公理、定理矛盾,與假設(shè)矛盾,自相矛盾等.
例1 給定實數(shù)a,a≠0,且a≠1,設(shè)函數(shù)y=x-1[]ax-1x∈R,且x≠1[]a,求證:經(jīng)過這個函數(shù)圖像上任意兩個不同的點的直線不平行于x軸.
證明 假設(shè)函數(shù)圖像上存在兩點M1,M2,使得直線M1M2平行于x軸.
設(shè)M1(x1,y1),M2(x2,y2),且x1≠x2.由k㎝1M2=0,得
y2-y1[]x2-x1=x2-1[]ax2-1-x1-1[]ax1-1[]x2-x1=a-1[](ax2-1)(ax1-1)=0,
解得a=1.與已知a≠1矛盾.
故經(jīng)過這個函數(shù)圖像上任意兩個不同的點的直線不平行于x軸.
二、結(jié)合高考題分析解題方法
高考題非常重視對于教學方法的考查,以下是結(jié)合高考題分析解題方法.
例2 (2010年江蘇高考題)設(shè)f(x)是定義在區(qū)間(1,+∞)上的函數(shù),其導(dǎo)函數(shù)為f′(x).如果存在實數(shù)a和函數(shù)h(x),其中h(x)對任意的x∈(1,+∞)都有h(x)>0,使得f′(x)=h(x)(x2-ax+1),則稱函數(shù)f(x)具有性質(zhì)P(a).
設(shè)函數(shù)f(x)=h(x)+b+2[]x+1(x>1),其中b為實數(shù).
(1)求證:函數(shù)f(x)具有性質(zhì)P(b);
(2)求函數(shù)f(x)的單調(diào)區(qū)間.
(1)①證明 依據(jù)題目給的條件:f(x)=﹉(x)+猙+2[]x+1,
∴f(x)=1[]x-b+2[](x+1)2=x2-bx+1[]x(x+1)2.
這樣題目是:f′(x)=h(x)(x2-ax+1),h(x)>0具有P(a)性;在f(x)=x2-bx+1[]x(x+1)2中,只需要證明1[]x(x+1)2>0即可.
∵x>1,∴1[]x(x+1)2>0,∴f(x)具有性質(zhì)P(b).
(2)判斷f(x)=x2-bx+1[]x(x+1)2的正負,只需要判斷x2-゜x+1在(1,+∞)上的正負;
而我們并不知道b的值,所以對b要進行一次分類討論(遇到影響判斷的未知數(shù)的時候,必然要進行分類,對未知數(shù)的取值范圍進行分類討論).
當b≤2時(為什么是2,這個看二次函數(shù)的對稱軸),﹛2-猙x+1≥x2-2x+1=(x-1)2>0(∵x>1).
此時,f(x)>0,∴f(x)在(1,+∞)上是增函數(shù).
當b>2時,對于x2-bx+1>0,可解:x>b+b2-4[]2或x<b-b2-4[]2(舍去).
∴當b>2時,x>b+b2-4[]2時,f(x)>0,f(x)在b+b2-4[]2,+∞上是增函數(shù);x<b+b2-4[]2時,f(x)<0,f(x)在1,b+b2-4[]2上是減函數(shù).
綜上:當b≤2時,f(x)的增區(qū)間為(1,+∞);當b>2時,f(x)的增區(qū)間為b+b2-4[]2,+∞,減區(qū)間為1,b+b2-4[]2.
本題考查了學生根據(jù)已知條件進行模仿推理判斷的能力(就是P(a)的判定),以及利用函數(shù)導(dǎo)數(shù)判斷單調(diào)性并進行適當?shù)霓D(zhuǎn)換(最后一問,把值的大小轉(zhuǎn)變成為自變量的大?。傮w難度不是很大,沒有體現(xiàn)壓軸題應(yīng)有的難度.這道題告訴我們,常見對數(shù)、指數(shù)、分數(shù)等的導(dǎo)數(shù)要會求解,不會求的話趕緊學.另外,最后一問的轉(zhuǎn)變非常有意思,對于學生關(guān)于函數(shù)的理解是一個非常不錯的考查.
三、總 結(jié)
學習是一門學問,講究技巧,學生一定要深刻理解基本概念、公式、結(jié)論的內(nèi)涵和外延,并逐漸掌握它們的使用方法.試卷上一般是不需要考生默寫某個概念或公式,而是用這些概念或公式解決問題,這種靈活運用公式的能力只有也只能通過做題來獲得,數(shù)學知識要在理解的基礎(chǔ)上記憶,記住的東西只有通過做題才能鞏固和熟練應(yīng)用.教學方法的總結(jié)過程其實也是一種知識學習與積累的過程,學生在做題過程中,逐漸熟練掌握并運用到解題中.只有熟練掌握解題方法,學生才能以不變應(yīng)萬變,才會不斷提高.
【參考文獻】
[1]波利亞.怎樣解題.閻育蘇譯.北京:科學出版社,1982.
[2]羅增儒,羅新兵.作為數(shù)學教育任務(wù)的數(shù)學解題.數(shù)學教育學報(天津),2005(2).