李曉琴
拿到一道數(shù)學(xué)試題,首先要迅速解決“從何處下手”“向何方前進(jìn)”這兩個基本問題.也就是到底如何找到解題方案呢?筆者認(rèn)為應(yīng)做好以下幾點(diǎn).
一、識別習(xí)題的類型
如果我們著手解答一道數(shù)學(xué)試題,第一件事就是想知道:這是什么試題?它是什么形式?屬于哪種類型?換句話說,就是需要識別給定試題的類型.要知道,識別了試題的類型,在多數(shù)情況下,我們就得到了解題的方法,因為在數(shù)學(xué)教材里,對于許多類型的習(xí)題都有解答的一般法則.
【例1】 △ABC中,∠A、∠B、∠C的對邊分別為a,b,c,已知a,b,c成等比數(shù)列,且cos .
(1) 求cotA+cotC的值.(2)設(shè)BA ,求a+c的值.
解析:這是一道解斜三角形的試題,而我們已經(jīng)知道解斜三角形試題的一般思路是:(1)轉(zhuǎn)化為角之間的關(guān)系,作三角變換;(2)轉(zhuǎn)化為邊之間的關(guān)系,作代數(shù)變換.用到的工具不外乎是正、余弦定理及射影定理等.
二、歸結(jié)為已經(jīng)解過的習(xí)題
對于一道試題,如果我們不能從中識別出類型.那么,只有設(shè)法歸結(jié)為熟悉的早已解過的習(xí)題(利用變換、改變或其他方法).具體地說就是將新的高考題轉(zhuǎn)化為課本上已經(jīng)解決的問題,轉(zhuǎn)化為歷年的高考題,這兩個轉(zhuǎn)化可完成50~80%的題目.
【例2】 設(shè)A(x1,y1),B(x2,y2)兩點(diǎn)在拋物線y=2x2上,l是AB的垂直平分線,當(dāng)直線的斜率為2時,求l在y軸上截距的取值范圍.
解析:這是2005年全國高考理科卷的壓軸題.有的學(xué)生將其納入業(yè)已掌握的理論體系,看出其解題思想與2000年高考理科卷第22題完全雷同,若用函數(shù)的觀點(diǎn)來看這道題,立即產(chǎn)生如魚得水的感覺.
1.一般性解決:設(shè)l在y軸上的截距為b,則b是與A,B坐標(biāo)有關(guān)的變量,結(jié)論是確定變量b的取值范圍,相當(dāng)于確定函數(shù)的值域,這就明確了解題的方向.從哲學(xué)意義上說,題目已經(jīng)解決了.
2.功能性解決:為了確定函數(shù)的值域,需完成3件事:
(1) 求出變量b的表達(dá)式;
(2) 確定表達(dá)式中自變量的取值范圍;
(3) 由以上兩項具體解出b的取值范圍.
3.特殊性解決:運(yùn)用數(shù)學(xué)知識和數(shù)學(xué)技巧完成上述3件事,而具體在完成每一件事時,可能還要重復(fù)展開三層次解決.
第一,求變量b的表達(dá)式(函數(shù)觀點(diǎn)).
設(shè)l在y軸上的截距為b,則有l(wèi): y=2x+b,過點(diǎn)A,B的直線方程可寫為:y=-
這就是變量b的表達(dá)式.
第二,確定表達(dá)式中自變量m的取值范圍.
第三,求出b的取值范圍.
三、抓住問題的實質(zhì),分解問題
如果遇到不熟悉的和費(fèi)解的習(xí)題,那么到底怎樣尋找題解呢?
方案1:“把石頭一塊接一塊地搬開,直到露出老鼠來,撲上去,抓住它.”這就要求我們,要善于把一個問題分解為一些小問題,然后分別求解這些小問題,從而獲得原問題的解決.
方案2:“圍繞石碓來回走動,留心觀察,看看什么地方露出老鼠尾巴沒有,一旦發(fā)現(xiàn)老鼠尾巴,則抓住它并把老鼠從石碓里拖出來.”這就要求我們,還要善于分析問題的實質(zhì),從尋找條件與結(jié)論的目標(biāo)差入手,向著減少目標(biāo)差的方向前進(jìn),直搗問題的關(guān)鍵.
【例3】 在△ABC中,已知 a2-a-2b-2c=0 (1)a+2b-2c+3=0 (2),求△ABC最大角的度數(shù).
解析:本例結(jié)論是求最大的角,而條件卻是關(guān)于邊的等量關(guān)系,根據(jù)三角形的邊、角大小關(guān)系可知,應(yīng)先由此兩項條件判定出最大的邊.由(1)(2)兩條件的特征,可以發(fā)現(xiàn)共性:b,c的系數(shù)的絕對值都是2,變形為2b+2c=a2-a,2c-2b=a+3
可得,b=(a+1)(a-3)4
,c=a2+34.又∵a>0,b>0,c>0,且由2c-2b=a+3得:c>b.由b=(a+1)(a-3)4>0,得a>3,又有c-a=a2+34-a=(a-1)(a-3)4 >0,即有c>a.
從而得c是△ABC最大的邊,即∠C為最大的角,根據(jù)余弦定理cosC=a2+b2-c22ab,b=(a+1)(a-3)4,c=a2+34,cosC=
a2+[(a+1)(a-3)4]2-(a2+34)2
2a(a+1)(a-3)4
=
4a-(a2+2a-3)2(a2-2a+3)
=-12,最大角為120°.
評述:認(rèn)真分析發(fā)現(xiàn),“∠C最大”對計算∠C有定向作用(不去計算∠A,∠B),這在思路未通之前是很有價值的,但是作為解題后的回顧,“∠C最大”的判斷就成了多余的思維回路,因為計算出∠C=120°本身已兼有判斷出∠C最大的功能,因而那些僅為推出∠C最大的中間環(huán)節(jié)均可刪去.
改進(jìn)解法:從目標(biāo)出發(fā),考慮cosC=a2+b2-c22ab,只須將b,c表示為a的函數(shù),代入即可求出.由已知可解得:b=(a+1)(a-3)4,
c=a2+34
,代入余弦定理有cosC=
a2+[(a+1)(a-3)4]2-(a2+34)2
2a(a+1)(a-3)4
=
4a-(a2+2a-3)2(a2-2a+3)
=-12,又因為三角形的內(nèi)角和為180°,所以∠C為所求的最大角.
評述:本解法中解出b,c又消去,仍有多余的思維回路,抓住問題的實質(zhì),由cosC=a2+(b+c)(b-c)2ab
及條件變形為2b+2c=a2-a,2c-2b=a+3.
啟發(fā)我們:
(1)應(yīng)對已知兩式中的b,c升次,但保留a2不升次;
(2)應(yīng)將已知兩式合并成一個式子,據(jù)此,有如下更簡單的解法:
由已知有
(a+2b)+2c==a2 (3)(a+2b)-2c=-3 (4)
,則(3)與(4)相乘有a2+b2-c2=-ab<0,即:
cosC=a2+b2-c22ab=-12,得三角形的最大角為∠C=120°.
(責(zé)任編輯 黃春香)