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高三數(shù)學(xué)復(fù)習(xí)用好教材的三步曲

2014-11-29 16:37郭勝光
關(guān)鍵詞:通法增函數(shù)斜率

教材是高考試題的主要來源,重視教材的基礎(chǔ)性和示范性,是高考命題的方向.縱觀目前高三數(shù)學(xué)復(fù)習(xí)的狀況,基本采用“三輪復(fù)習(xí)法”,第一輪基礎(chǔ)知識和基本技能復(fù)習(xí),第二輪是專題復(fù)習(xí),第三輪是綜合模擬練習(xí).以上三輪復(fù)習(xí)基本上沒有用到教材,有的教師認(rèn)為教材簡單沒有什么好講,學(xué)生也覺得沒什么題好做,事實(shí)上,很多教師和學(xué)生并不是不重視教材,而是不知道如何使用教材.本人結(jié)合自己多年從事高三數(shù)學(xué)教學(xué)的體會,談?wù)劯呷龜?shù)學(xué)復(fù)習(xí)用好教材的三步曲,供參考.

1 將教材呈現(xiàn)的知識形成知識網(wǎng)絡(luò)

教師要認(rèn)真鉆研教材,用好教材,將教材呈現(xiàn)的知識構(gòu)建知識網(wǎng)絡(luò).需要注意的是,回歸教材并不等于簡單重復(fù),而是要站在整體高度審視教材,做到層次分明,結(jié)構(gòu)清晰,讓不同領(lǐng)域的知識交匯成為系統(tǒng).如教材中基本初等函數(shù)、導(dǎo)數(shù)及其應(yīng)用是以單獨(dú)的版塊呈現(xiàn)在必修1,選修2-2,但有其內(nèi)在聯(lián)系,因此,在復(fù)習(xí)時(shí)將分散在教材中的知識構(gòu)建知識網(wǎng)絡(luò).

利用教材梳理知識要防止走形式,要注意展示知識發(fā)生、發(fā)展過程,一方面幫助學(xué)生查漏補(bǔ)缺,另一方面為學(xué)生構(gòu)建牢固的知識網(wǎng)絡(luò),使相關(guān)知識在解決數(shù)學(xué)問題時(shí)被有效調(diào)用.比如:復(fù)習(xí)空間垂直位置關(guān)系,可以先讓學(xué)生回顧教材有關(guān)知識點(diǎn),爾后形成知識鏈條:直線與直線垂直(定義、判定、性質(zhì))→直線與平面垂直(定義、判定、性質(zhì))→平面與平面垂直(定義、判定、性質(zhì)).

感悟由線線垂直到線面垂直,再到面面垂直的知識發(fā)展過程,以及三種垂直關(guān)系之間蘊(yùn)含的結(jié)構(gòu)聯(lián)系,從而使學(xué)生清晰地認(rèn)識到:欲證面面垂直需找線面垂直,欲證線面垂直需找線線垂直.這種完整的知識網(wǎng)絡(luò),具有牽一發(fā)而動全身的效能,使得大腦的信息容易被具體情境激活.2 將教材中的特例推廣為一般結(jié)論

挖掘教材中典型例習(xí)題的潛在價(jià)值,就是將其推廣到一般情形,而得到用途較廣的定理、公式,形成相對固定的解題方法,使得一些高考題迎刃而解.當(dāng)然,我們不能直接將這些“結(jié)論和方法”強(qiáng)加給學(xué)生,而是引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行探究性學(xué)習(xí),從而自然得出“結(jié)論和方法”.

比如,(人教高中《數(shù)學(xué)》A版選修2-1第41頁例3)設(shè)點(diǎn)A,B的坐標(biāo)分別為(-5,0),(5,0).直線AM,BM相交于點(diǎn)M,且它們的斜率之積是-49,求點(diǎn)M的軌跡方程.

高二上新課時(shí)已經(jīng)講過這道題,因此,在高三復(fù)習(xí)時(shí),教師首先提出問題1:設(shè)點(diǎn)A,B的坐標(biāo)分別為(-a,0),(a,0).直線AM,BM相交于點(diǎn)M,且它們的斜率之積是-b2a2(a>;0,b>;0),求點(diǎn)M的軌跡方程.當(dāng)學(xué)生得到軌跡方程為x2a2+y2b2=1(x≠±a)后,再請學(xué)生探究問題2:設(shè)點(diǎn)A,B是橢圓x2a2+y2b2=1(a>;b>;0)上關(guān)于坐標(biāo)原點(diǎn)O的對稱兩點(diǎn),點(diǎn)M在橢圓上且異于點(diǎn)A,B,記直線AM,BM的斜率分別為k1,k2,問k1k2是否為定值?

引導(dǎo)學(xué)生探究:由題意可設(shè)點(diǎn)A(x1,y1),B(-x1,-y1),M(x0,y0),則k1k2=y0-y1x0-x1·y0+y1x0+x1=y20-y21x20-x21,因?yàn)辄c(diǎn)A,B,M在橢圓上,所以x21a2+y21b2=1 ① x20a2+y20b2=1 ②,①-②并化簡得:y20-y21x20-x21=-b2a2,則k1k2=-b2a2為定值.對于雙曲線有類似結(jié)論.

總結(jié)得定理1:設(shè)點(diǎn)A,B是橢圓x2a2+y2b2=1(a>;b>;0)上關(guān)于坐標(biāo)原點(diǎn)O的對稱兩點(diǎn),點(diǎn)M在橢圓上且異于點(diǎn)A,B,記直線AM,BM的斜率分別為k1,k2,則k1k2=-b2a2.

例1 (2011年高考數(shù)學(xué)江蘇卷第18題)在平面直角坐標(biāo)系xOy中,M,N分別是橢圓x24+y22=1的頂點(diǎn),過坐標(biāo)原點(diǎn)的直線交橢圓于P,A兩點(diǎn),其中P在第一象限,過P作x軸的垂線,垂足為C,連接AC,并延長交橢圓于點(diǎn)B,設(shè)直線PA的斜率為k.

(Ⅰ)(Ⅱ)略

(Ⅲ)對任意k>;0,求證:PA⊥PB.

證明 由題意可設(shè)點(diǎn)P(x0,y0),A(-x0,-y0),B(x1,y1).記直線BA,BP的斜率分別為k1,k2,由定理1得k1k2=-12,因?yàn)辄c(diǎn)C(x0,0),所以k1=y02x0,則k2=-x0y0,又k=y0x0,故kk2=-1,從而PA⊥PB.

又如,利用課本介紹的“點(diǎn)差法”很容易得到定理2:直線PQ與橢圓x2a2+y2b2=1(a>;b>;0)相交于P,Q兩點(diǎn),線段PQ中點(diǎn)為A,O為坐標(biāo)原點(diǎn),記直線PQ,OA的斜率分別為k1,k2,則k1k2=-b2a2,對于雙曲線有類似結(jié)論.

例2 (2014年高考數(shù)學(xué)江西卷理科第15題)過點(diǎn)M(1,1)作斜率為-12的直線與橢圓C:x2a2+y2b2=1(a>;b>;0)相交于A,B兩點(diǎn),若M是線段AB的中點(diǎn),則橢圓C的離心率等于 .

解 由題意得直線OM的斜率kOM=1,又直線AB的斜率為-12,則由定理2得1×(-12)=-b2a2,即a2=2b2=2a2-2c2,則a2=2c2,故橢圓離心率e=22.

對于選擇題和填空題,我們所得到的“結(jié)論和方法”可以直接使用,對于解答題,不宜直接使用,而應(yīng)把定理推導(dǎo)重寫一遍,既使這樣也比常規(guī)方法簡單的多.教學(xué)實(shí)踐證明,對教材中一些典型例題和習(xí)題的結(jié)論進(jìn)行推廣,既可以培養(yǎng)學(xué)生的探究能力,又可以提高學(xué)生高考數(shù)學(xué)成績.3 將通法提升為思想方法

提升學(xué)生解題能力是高三數(shù)學(xué)復(fù)習(xí)的重要任務(wù),當(dāng)前,中學(xué)所流行的做法是讓學(xué)生做大量的練習(xí)題,企圖用題海戰(zhàn)術(shù)來提升學(xué)生解題能力.多年高考實(shí)踐表明,平時(shí)練過多次的題目,高考只要稍有改造,由于學(xué)生沒有把握該題型的數(shù)學(xué)本質(zhì),還是敗下陣來.因此,題海戰(zhàn)術(shù)是不可取的.正確的做法是將教材中解決一類問題的常規(guī)做法即通法,提升為數(shù)學(xué)思想方法,學(xué)生就可以用數(shù)學(xué)思想方法解決各種數(shù)學(xué)問題,真正做到以不變應(yīng)萬變.比如,解答絕對值問題的常用方法就是要分類討論去掉絕對值符號,再根據(jù)題目的其它條件繼續(xù)解題.

例3 (2014年高考數(shù)學(xué)浙江卷理科第22題)已知函數(shù)fx=x3+3x-a(a∈R).

(Ⅰ)若f(x)在[-1,1]上的最大值和最小值分別記為M(a),m(a),求M(a)-m(a);

(Ⅱ)設(shè)b∈R,若[f(x)+b]2≤4對x∈[-1,1]恒成立,求3a+b的取值范圍.

解 對于第(Ⅰ)問,由于函數(shù)fx含有絕對值,就必須分類討論去掉絕對值,得分段函數(shù),再求fx在-1,1上的最大值和最小值.對第(Ⅱ)問只要利用第(Ⅰ)問求出的M(a),m(a),問題就迎刃而解了.

(Ⅰ)當(dāng)a≤-1時(shí),f(x)=x3+3x-3a,x∈[-1,1],f′(x)=3x2+3>;0,所以f(x)是[-1,1]上的增函數(shù),則M(a)=4-3a,m(a)=-4-3a,故M(a)-m(a)=8.

當(dāng)a≥1時(shí),f(x)=x3-3x+3a,x∈[-1,1],f′(x)=3x2-3=3(x-1)(x+1)≤0,所以f(x)是[-1,1]上的減函數(shù),則M(a)=2+3a,m(a)=-2+3a,故M(a)-m(a)=4.

當(dāng)-1<;a<;1時(shí),f(x)=x3+3x-3a,a≤x≤1,

x3-3x+3a,-1≤x≤a.由此可知,f(x)是[a,1]上的增函數(shù),且在[a,1]上的最大值為4-3a,最小值為a3;f(x)是[-1,a]上的減函數(shù),且在[-1,a]上的最大值為2+3a,最小值為a3;則當(dāng)-1<;a≤13時(shí),M(a)=4-3a,m(a)=a3,M(a)-m(a)=-a3-3a+4.

當(dāng)13<;a≤1時(shí),M(a)=2+3a,m(a)=a3,M(a)-m(a)=-a3+3a+2.綜上得:

M(a)-m(a)=8,a≤-1,

-a3-3a+4,-1<;a≤13,

-a3+3a+2,13<;a<;1,

4,a≥1.

(Ⅱ)若[f(x)+b]2≤4對x∈[-1,1]恒成立-2≤f(x)+b≤2對x∈[-1,1]恒成立M(a)+b≤2,

m(a)+b≥-2.于是根據(jù)(Ⅰ)所求出的M(a),m(a),并結(jié)合有關(guān)知識易得3a+b的取值范圍是[-2,0].

可以看出,即使是高考壓軸題,用的也是課本中出現(xiàn)的通性通法,因此,一些最基本的解題策略在高三復(fù)習(xí)時(shí)應(yīng)高度重視,并通過課本例題和習(xí)題的改造、引申、拓展的教學(xué),使通法提升為思想方法,學(xué)生一旦掌握了數(shù)學(xué)方法,形成了數(shù)學(xué)思想,提升了數(shù)學(xué)能力,那么高考數(shù)學(xué)一定能取得好成績.

作者簡介 郭勝光,男,1963年9月生,福建邵武人,中學(xué)高級教師,全國模范教師,福建省特級教師,福建省中學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)學(xué)科帶頭人.主要從事數(shù)學(xué)教育、中學(xué)數(shù)學(xué)以及高考命題研究.多篇論文在數(shù)學(xué)雜志發(fā)表,多篇論文被人民大學(xué)《高中數(shù)學(xué)與教學(xué)》復(fù)印并全文轉(zhuǎn)載.

例3 (2014年高考數(shù)學(xué)浙江卷理科第22題)已知函數(shù)fx=x3+3x-a(a∈R).

(Ⅰ)若f(x)在[-1,1]上的最大值和最小值分別記為M(a),m(a),求M(a)-m(a);

(Ⅱ)設(shè)b∈R,若[f(x)+b]2≤4對x∈[-1,1]恒成立,求3a+b的取值范圍.

解 對于第(Ⅰ)問,由于函數(shù)fx含有絕對值,就必須分類討論去掉絕對值,得分段函數(shù),再求fx在-1,1上的最大值和最小值.對第(Ⅱ)問只要利用第(Ⅰ)問求出的M(a),m(a),問題就迎刃而解了.

(Ⅰ)當(dāng)a≤-1時(shí),f(x)=x3+3x-3a,x∈[-1,1],f′(x)=3x2+3>;0,所以f(x)是[-1,1]上的增函數(shù),則M(a)=4-3a,m(a)=-4-3a,故M(a)-m(a)=8.

當(dāng)a≥1時(shí),f(x)=x3-3x+3a,x∈[-1,1],f′(x)=3x2-3=3(x-1)(x+1)≤0,所以f(x)是[-1,1]上的減函數(shù),則M(a)=2+3a,m(a)=-2+3a,故M(a)-m(a)=4.

當(dāng)-1<;a<;1時(shí),f(x)=x3+3x-3a,a≤x≤1,

x3-3x+3a,-1≤x≤a.由此可知,f(x)是[a,1]上的增函數(shù),且在[a,1]上的最大值為4-3a,最小值為a3;f(x)是[-1,a]上的減函數(shù),且在[-1,a]上的最大值為2+3a,最小值為a3;則當(dāng)-1<;a≤13時(shí),M(a)=4-3a,m(a)=a3,M(a)-m(a)=-a3-3a+4.

當(dāng)13<;a≤1時(shí),M(a)=2+3a,m(a)=a3,M(a)-m(a)=-a3+3a+2.綜上得:

M(a)-m(a)=8,a≤-1,

-a3-3a+4,-1<;a≤13,

-a3+3a+2,13<;a<;1,

4,a≥1.

(Ⅱ)若[f(x)+b]2≤4對x∈[-1,1]恒成立-2≤f(x)+b≤2對x∈[-1,1]恒成立M(a)+b≤2,

m(a)+b≥-2.于是根據(jù)(Ⅰ)所求出的M(a),m(a),并結(jié)合有關(guān)知識易得3a+b的取值范圍是[-2,0].

可以看出,即使是高考壓軸題,用的也是課本中出現(xiàn)的通性通法,因此,一些最基本的解題策略在高三復(fù)習(xí)時(shí)應(yīng)高度重視,并通過課本例題和習(xí)題的改造、引申、拓展的教學(xué),使通法提升為思想方法,學(xué)生一旦掌握了數(shù)學(xué)方法,形成了數(shù)學(xué)思想,提升了數(shù)學(xué)能力,那么高考數(shù)學(xué)一定能取得好成績.

作者簡介 郭勝光,男,1963年9月生,福建邵武人,中學(xué)高級教師,全國模范教師,福建省特級教師,福建省中學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)學(xué)科帶頭人.主要從事數(shù)學(xué)教育、中學(xué)數(shù)學(xué)以及高考命題研究.多篇論文在數(shù)學(xué)雜志發(fā)表,多篇論文被人民大學(xué)《高中數(shù)學(xué)與教學(xué)》復(fù)印并全文轉(zhuǎn)載.

例3 (2014年高考數(shù)學(xué)浙江卷理科第22題)已知函數(shù)fx=x3+3x-a(a∈R).

(Ⅰ)若f(x)在[-1,1]上的最大值和最小值分別記為M(a),m(a),求M(a)-m(a);

(Ⅱ)設(shè)b∈R,若[f(x)+b]2≤4對x∈[-1,1]恒成立,求3a+b的取值范圍.

解 對于第(Ⅰ)問,由于函數(shù)fx含有絕對值,就必須分類討論去掉絕對值,得分段函數(shù),再求fx在-1,1上的最大值和最小值.對第(Ⅱ)問只要利用第(Ⅰ)問求出的M(a),m(a),問題就迎刃而解了.

(Ⅰ)當(dāng)a≤-1時(shí),f(x)=x3+3x-3a,x∈[-1,1],f′(x)=3x2+3>;0,所以f(x)是[-1,1]上的增函數(shù),則M(a)=4-3a,m(a)=-4-3a,故M(a)-m(a)=8.

當(dāng)a≥1時(shí),f(x)=x3-3x+3a,x∈[-1,1],f′(x)=3x2-3=3(x-1)(x+1)≤0,所以f(x)是[-1,1]上的減函數(shù),則M(a)=2+3a,m(a)=-2+3a,故M(a)-m(a)=4.

當(dāng)-1<;a<;1時(shí),f(x)=x3+3x-3a,a≤x≤1,

x3-3x+3a,-1≤x≤a.由此可知,f(x)是[a,1]上的增函數(shù),且在[a,1]上的最大值為4-3a,最小值為a3;f(x)是[-1,a]上的減函數(shù),且在[-1,a]上的最大值為2+3a,最小值為a3;則當(dāng)-1<;a≤13時(shí),M(a)=4-3a,m(a)=a3,M(a)-m(a)=-a3-3a+4.

當(dāng)13<;a≤1時(shí),M(a)=2+3a,m(a)=a3,M(a)-m(a)=-a3+3a+2.綜上得:

M(a)-m(a)=8,a≤-1,

-a3-3a+4,-1<;a≤13,

-a3+3a+2,13<;a<;1,

4,a≥1.

(Ⅱ)若[f(x)+b]2≤4對x∈[-1,1]恒成立-2≤f(x)+b≤2對x∈[-1,1]恒成立M(a)+b≤2,

m(a)+b≥-2.于是根據(jù)(Ⅰ)所求出的M(a),m(a),并結(jié)合有關(guān)知識易得3a+b的取值范圍是[-2,0].

可以看出,即使是高考壓軸題,用的也是課本中出現(xiàn)的通性通法,因此,一些最基本的解題策略在高三復(fù)習(xí)時(shí)應(yīng)高度重視,并通過課本例題和習(xí)題的改造、引申、拓展的教學(xué),使通法提升為思想方法,學(xué)生一旦掌握了數(shù)學(xué)方法,形成了數(shù)學(xué)思想,提升了數(shù)學(xué)能力,那么高考數(shù)學(xué)一定能取得好成績.

作者簡介 郭勝光,男,1963年9月生,福建邵武人,中學(xué)高級教師,全國模范教師,福建省特級教師,福建省中學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)學(xué)科帶頭人.主要從事數(shù)學(xué)教育、中學(xué)數(shù)學(xué)以及高考命題研究.多篇論文在數(shù)學(xué)雜志發(fā)表,多篇論文被人民大學(xué)《高中數(shù)學(xué)與教學(xué)》復(fù)印并全文轉(zhuǎn)載.

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