王彤
進(jìn)入高一,絕大部分學(xué)生在數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)上面臨著一系列巨大挑戰(zhàn):學(xué)習(xí)容量明顯加大了,知識的系統(tǒng)性更強(qiáng)了,加上內(nèi)容的抽象性、思維的嚴(yán)密性與邏輯性明顯加強(qiáng),很多學(xué)生在數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)上會感到很吃力,主要表現(xiàn)在數(shù)學(xué)解題上:上課聽講時(shí)都能理解,但到自己去解題時(shí),各種問題卻接踵而來.其主要原因在于自己沒有形成一定的解題思路,還沒弄清楚題目需要你做什么,或者根據(jù)題目條件你能做什么.要想弄清楚該干什么,就要從審題開始.新課標(biāo)明確指出:高中數(shù)學(xué)課程對于提高分析和解決問題的能力,形成理性思維,發(fā)展智力和創(chuàng)新思維起著基礎(chǔ)性作用.分析和解決問題的能力是指能閱讀、理解對問題進(jìn)行陳述的材料,能綜合應(yīng)用所學(xué)數(shù)學(xué)知識、思想和方法解決問題.
例1若不等式x2-ax-b<0的解集為x2
此題看起來比較簡單,絕大部分學(xué)生也都能算出正確答案,但從解題過程的嚴(yán)密性而言,我覺得是不大滿意的.在講一元二次不等式的解法時(shí),我們通常是把三個(gè)二次放在一起,目的是讓學(xué)生明確二次函數(shù)、一元二次方程、一元二次不等式三者的關(guān)系,也就是在處理一元二次不等式的問題時(shí),腦中能形成這樣三角網(wǎng)絡(luò),把不等式的問題轉(zhuǎn)化為方程問題.所以,我們強(qiáng)調(diào)在解題時(shí)要有這么一句話:因?yàn)椴坏仁絰2-ax-b<0的解集為x2
數(shù)學(xué)學(xué)科本身具有精確性、嚴(yán)密性及完美性三大特點(diǎn),而思維的嚴(yán)謹(jǐn)性是極其重要的一方面.反映在數(shù)學(xué)解題過程中,就是要做到思考問題全面、周密而不遺漏任何可能的情況,在推理論證時(shí)做到理由充分,條理清楚.
例2已知函數(shù)f(x)=-2x2+4x-1,若0 此題是研究二次函數(shù)在不定區(qū)間上的值域問題,通過審題,我們不難發(fā)現(xiàn),結(jié)合二次函數(shù)圖像,由于區(qū)間的不定,我們無法確定最大和最小值的位置,無法確定就帶來了分類討論.分類討論是數(shù)學(xué)嚴(yán)密性的一種明顯表現(xiàn),很多學(xué)生缺乏嚴(yán)密的邏輯推理,會丟三落四,但要想得高分,就要面面俱到.不過,知道分類討論只是完成了解題的第一步,后面還有一塊重要而艱巨的任務(wù):解題.因?yàn)楫?dāng)0 有時(shí)候,數(shù)學(xué)解題不是純粹為了解這道題而解題,我們要從一道題的思考、解答中去發(fā)現(xiàn)這一類問題的解決通法.我也經(jīng)常和學(xué)生講:要少算就要多想.這兩年高考也是呈現(xiàn)了這樣的特點(diǎn),計(jì)算的量少了,要求學(xué)生思考的東西多了.審題,一方面是多思考題目條件可以帶來哪些結(jié)論,另一方面我們還要多關(guān)注題目條件中所隱含的一些信息,抓住這些信息,我們往往會有一種“柳暗花明又一村”的感覺. 例3幾名大學(xué)畢業(yè)生合作開設(shè)3D打印店,生產(chǎn)并銷售某種3D產(chǎn)品.已知該店每月生產(chǎn)的產(chǎn)品當(dāng)月都能銷售完,每件產(chǎn)品的生產(chǎn)成本為34元,該店的月總成本由兩部分組成:第一部分是月銷售產(chǎn)品的生產(chǎn)成本,第二部分是其他固定支出20000元.假設(shè)該產(chǎn)品的月銷售量t(x)(件)與銷售價(jià)格x(元/件)(x∈N*)之間滿足如下關(guān)系:①當(dāng)34≤x≤60時(shí),t(x)=-a(x+5)2+10050;②當(dāng)60≤x≤70時(shí),t(x)=-100x+7600.設(shè)該店月利潤為M(元),月利潤=月銷售總額-月總成本. (1)求M關(guān)于銷售價(jià)格x的函數(shù)關(guān)系式; (2)求該打印店月利潤M的最大值及此時(shí)產(chǎn)品的銷售價(jià)格. 看起來是一道比較簡單的利潤應(yīng)用題,學(xué)生們都能建模,但因?yàn)榈谝粏柺阶拥那蠼庵苯佑绊懙诙柕那蠼?,很多同學(xué)第一問都沒能做出來,所以此題的平均得分很低.問題在哪兒?條件中有一個(gè)字母a,按以前做題的常理,我們通常要把a(bǔ)求出來的,但我們也發(fā)現(xiàn)好像無從求a,于是就會帶著a一直往下做,明知道有問題,但也無力改變.那么問題究竟在哪兒呢?如果仔細(xì)觀察,我們會發(fā)現(xiàn)34≤x≤60和60≤x≤70這兩個(gè)式子,這和我們平常寫的有什么區(qū)別嗎?就是60的位置,兩段上都帶了等號.這說明什么問題?于是隱含條件又被挖出:第一段的t(60)和第二段的t(60)應(yīng)該相等,這樣a就算出來了,所有問題也就迎刃而解. 基本的審題沒有問題時(shí),我們是否關(guān)注了隱含條件?如例3,有同學(xué)在平常的書寫分段函數(shù)時(shí)就不注意分?jǐn)帱c(diǎn)的等號問題,所以遇到這個(gè)問題時(shí)自然就不會注意;有同學(xué)盡管知道,但僅僅流于表面形式,并沒有真正理解,所以也不會太在意.只有真正理解了式子的概念意義,如本題,其實(shí)是對函數(shù)概念的認(rèn)識.所以,對于嚴(yán)密性而言,它是數(shù)學(xué)的顯著特征,在數(shù)學(xué)概念的學(xué)習(xí)時(shí)特別重要,概念題往往是考那些學(xué)生容易忽視的詞語,恰好那是關(guān)鍵,要知道數(shù)學(xué)概念的嚴(yán)密性是很強(qiáng)的,多一個(gè)字和少一個(gè)字都會對概念描述不準(zhǔn).比如橢圓的定義:平面內(nèi)與兩個(gè)定點(diǎn)F1,F(xiàn)2的距離之和等于常數(shù)(大于F1,F(xiàn)2之間的距離)的點(diǎn)的軌跡叫橢圓.如果去掉平面內(nèi)這個(gè)限制,將得到幾何體,對常數(shù)也必須限制它大于F1,F(xiàn)2本身的距離,否則也不是橢圓,把和改為差又會得到雙曲線的一支.
例4已知函數(shù)f(x)=alnx,若對任意的x∈1,e,都有f(x)≥-x2+(a+2)x恒成立,求實(shí)數(shù)a的取值范圍.
這是我們在高三復(fù)習(xí)時(shí)經(jīng)常遇到的一類題:不等式恒成立問題,基本方法就是構(gòu)造函數(shù)求最值,分類變量求最值或者是數(shù)形結(jié)合.采用直接構(gòu)造函數(shù),即令g(x)=x2-(a+2)x+alnx,再求g(x)在1,e上的最小值.通過求導(dǎo),由g′(x)=0x=1或x=a2,發(fā)現(xiàn)需要對a2分三種情況討論.采用分離變量法,我們可以先得到a(x-lnx)≤x2-2x,但在兩邊除x-lnx時(shí)要說明x-lnx>0,在得到a≤x2-2xx-lnx后,我們令h(x)=x2-2xx-lnx,求導(dǎo)h′(x)=(2x-2)(x-lnx)-(x2-2x)1-1x(x-lnx)2,此時(shí)我們發(fā)現(xiàn)求導(dǎo)后的式子也不簡單,雖然可以通過提取公因式或者直接研究分子(二次求導(dǎo))去研究正負(fù),但過程確實(shí)很繁瑣.所以此題看起來很常規(guī),但綜合能力要求卻比較高,不管采用哪種方法,都需要學(xué)生有很強(qiáng)的毅力堅(jiān)持計(jì)算下去.不過我們再去發(fā)現(xiàn)一下,恒成立問題通常是“對任意的x,……恒成立”,結(jié)合我們在解決如“已知f(x)=2x+a2x+1為奇函數(shù),求常數(shù)a”的題目時(shí)的做法,我們不難發(fā)現(xiàn)帶特殊值是一個(gè)好辦法.所以,當(dāng)我們把1帶入后就有了a≤-1的結(jié)論,從而在第一種做法的基礎(chǔ)上,我們整個(gè)過程就簡化了,三種情況討論就只剩下了一種,大有“四兩撥千斤”的快感.
諸如此類題不少見,如在向量中我們有這么一道:兩個(gè)半徑分別為r1,r2的圓M、N,其公共弦AB長為3,如圖所示,則AM·AB+AN·AB=.
此題主要運(yùn)用AB⊥MN的性質(zhì)實(shí)現(xiàn)向量的運(yùn)算:
可以直接用向量數(shù)量積的定義式進(jìn)行化簡,也可以把AM,AN進(jìn)行轉(zhuǎn)化求解,當(dāng)然在有垂直條件下,建立直角坐標(biāo)系用坐標(biāo)求解也是可行的.不過,我們再去細(xì)細(xì)體會一下題目信息:半徑是r1,r2(帶字母),而結(jié)果應(yīng)該是定值,那么換句話說這個(gè)結(jié)果應(yīng)該和半徑?jīng)]關(guān)系,既然沒關(guān)系,那我們就可以給定r1,r2的值,那樣運(yùn)算起來就沒那么麻煩了(當(dāng)然,要適當(dāng)注意合理性,畢竟公共弦長是3).
審題能力是綜合獲取信息、處理信息的一種能力,它需要以一定的知識儲備、認(rèn)知水平為依托,更需要有良好的讀題習(xí)慣、有效的思考方法為保證.在高中階段,對學(xué)生進(jìn)行嚴(yán)密的邏輯思維訓(xùn)練是必不可少的,因?yàn)樗粌H是創(chuàng)造性數(shù)學(xué)思維中不可缺少的工具,也是學(xué)生今后走入社會從事研究或工作必須具備的良好品質(zhì).