李俊芳
如果說(shuō):解題是執(zhí)利予破堅(jiān)盾的話(huà),命題就是精制堅(jiān)盾以御利予.做為命題者,總會(huì)在一份練習(xí)或試卷中,把自己研究中靈巧之處,智慧之處,充分展示出來(lái),這些智慧的結(jié)晶,總會(huì)成為解題者的痛苦.往往命題者是老師或?qū)<?,而解題者是老師或?qū)W生,這是一場(chǎng)沒(méi)有硝煙的戰(zhàn)爭(zhēng)!這場(chǎng)戰(zhàn)爭(zhēng)的過(guò)程雖然不會(huì)流血,更不會(huì)有犧牲,但驚心動(dòng)魄程度卻不亞于有硝煙的戰(zhàn)爭(zhēng).做為一線(xiàn)教師,研究命題者命題的方式方法,利于解題,更利于教學(xué).所謂知己知彼,方百戰(zhàn)百勝.
問(wèn)題實(shí)數(shù)x,y滿(mǎn)足x≥y≥1和2x2-xy-7x+y+9=0,則x+y=.
方法探索
解析一直接轉(zhuǎn)化成y=2x2-7x+9x-1,
再根據(jù)x≥y≥1,可得到x≥2x2-7x+9x-1≥1,
取前一個(gè)不等號(hào),可得到x≥2x2-7x+9x-1,
于是有(x-3)2≤0,
而(x-3)2≥0,所以只有(x-3)2=0.
從而得到x=3,再得到y(tǒng)=3,所以x+y=6.
當(dāng)然這個(gè)解法有漏洞,變形過(guò)程中忽視了x的取值范圍:應(yīng)分類(lèi)討論,
當(dāng)x=1時(shí),原方程變形為:4=0,顯然不成立;
當(dāng)x≠1時(shí),把上面的分析過(guò)程整理成解題過(guò)程即可.
解析二解二元二次不定方程,通常會(huì)想到配方法;最理想的結(jié)果是形如(ax+b)2+(cy+d)2=0,然而嘗試的結(jié)果是配方時(shí)缺少關(guān)鍵項(xiàng):y2,這種方法是失敗的.
重新梳理思路:鑒于沒(méi)有y2項(xiàng),因而所能得到的最好結(jié)果應(yīng)該是形如
(ax+b)2+(cx+d)(ey+f)=0,
或(ax+b)2+(cx+d)(ey+f)≤0.
應(yīng)該能分析出結(jié)果,但這僅僅只是一個(gè)猜想,而且在這個(gè)式子中,必須由“+”連接,否則,所得的結(jié)果也未必能夠真正解決問(wèn)題.同學(xué)們嘗試的時(shí)發(fā)現(xiàn):
原方程2x2-xy-7x+y+9=0變式成:2(x-2)2-xy+x+y+1=0,
后四項(xiàng)中二次項(xiàng)xy的系數(shù)如果“+”,問(wèn)題似乎就解決了;
就算是“+”,同樣出現(xiàn)新的問(wèn)題:2(x-2)2+xy+x+y+1=0,
可化成:2(x-2)2+(x+1)(y+1)=0,
很明顯,根據(jù)x≥y≥1,方程的左邊是大于0的,即這是無(wú)法成立的式子!
所以,這個(gè)想法也是失敗的!這說(shuō)明這種配方的方式不正確;同時(shí)也說(shuō)明二次項(xiàng)不應(yīng)該是-xy,那只能是“x2”了!這個(gè)失敗乃成功之母的經(jīng)驗(yàn)告訴我們:配方過(guò)程中“2x2”的2有文章可做!我們已經(jīng)非常接近成功.
正解先變形為x2-6x+9+x2-xy-x+y=0易得(x-3)2+(x-1)(x-y)=0;結(jié)合x(chóng)≥y≥1,方程左邊(x-3)2≥0且(x-1)(x-y)≥0,其和為0,回歸“非負(fù)數(shù)之和為0”問(wèn)題,于是x=y=3,求得:x+y=6.
命題研究“非負(fù)數(shù)”即不是負(fù)數(shù)的數(shù),包括正數(shù)和0,其最小值是0.當(dāng)幾個(gè)非負(fù)數(shù)之和為0時(shí),如果非負(fù)數(shù)有不取0的數(shù),其結(jié)果均不可能是0,所以每個(gè)加數(shù)必為0!這就數(shù)學(xué)中一個(gè)重要結(jié)論:“非負(fù)數(shù)之和為0,則各個(gè)非負(fù)數(shù)皆0”.因其內(nèi)容廣博,涉及數(shù)與式的偶次方、絕對(duì)值、偶次算術(shù)根、整式運(yùn)算、因式分解、分式運(yùn)算等代數(shù)知識(shí),可以檢測(cè)學(xué)生的綜合分析和處理數(shù)據(jù)能力,所以在代數(shù)領(lǐng)域中有其獨(dú)特的魅力,是數(shù)學(xué)命題中一個(gè)重要內(nèi)容.主要有以下幾種常見(jiàn)形式:
偶次方型:
(x1-a1)2+(x2-a2)2+…+(xn-an)=0,
絕對(duì)值型:
|x1-a1|+|x2-a2|+…+|xn-an|=0,
偶次根式型:
x1-a1+x2-a2+…+xn-an=0,
無(wú)一例外,結(jié)果都是xi=ai,其中i=1,2,3,…,n.以這些基本模型,可以派生出多種新的有價(jià)值的問(wèn)題、方法,借助“非負(fù)數(shù)之和為0,則各個(gè)非負(fù)數(shù)皆0”這一模型,命題通常采用倒裝式.試舉兩例如下:
命題舉例一令x=2,y=3
x-2=0,y-3=0
(x-2)2+(y-3)2=0
x2-4x+y2-6y+13=0,
這樣展示出以下從易到難的問(wèn)題:
可設(shè)置的問(wèn)題:
1.①對(duì)于實(shí)數(shù)x,若(x-2)2=0成立,則x的值是.
②對(duì)于實(shí)數(shù)y,若(y-3)2=0成立,則y的值是.
2.對(duì)于實(shí)數(shù)x、y,關(guān)系式(x-2)2+(y-3)2=0成立,則x+y的值是.
命題變式1:對(duì)于實(shí)數(shù)x、y,關(guān)系式x2-4x+y2-6y+13=0成立,求x+y的值.
命題變式2:對(duì)于實(shí)數(shù)x、y,關(guān)系式x2+y2+13=4x+6y成立,求x+y的值.
命題變式3:對(duì)于實(shí)數(shù)x、y,關(guān)系式x2+y2+13=4x+6y成立,求yx(或xy)的平方根.
命題說(shuō)明:
變式1,命題的基本思路,考驗(yàn)學(xué)生對(duì)完全平方公式的掌握程度;相對(duì)于原問(wèn)題,對(duì)于剛剛學(xué)過(guò)完全平方公式的七年級(jí)學(xué)生,要通過(guò)配方,得到原問(wèn)題,需要把13裂項(xiàng)成為4+9,是有一定難度的,主要目的是讓學(xué)生獲得解決這種問(wèn)題的經(jīng)驗(yàn):對(duì)于二元二次方程,主要思路是希望通過(guò)配方成“非負(fù)數(shù)之和為0”問(wèn)題.
變式2,命題思路,再次設(shè)置梯度,相對(duì)于變式1,雖然只是進(jìn)行了移項(xiàng)變形,但對(duì)學(xué)生的思維提出了新的要求,難度再次升高.
變式3,除了對(duì)已知進(jìn)行了變形,還對(duì)所求的結(jié)論要求提高:即出現(xiàn)了學(xué)生不熟悉的yx型,這也是學(xué)生很不喜歡的類(lèi)型,所以帶給學(xué)生的壓力還會(huì)來(lái)自心理上!
混搭型:
先看一個(gè)問(wèn)題:
已知:三個(gè)實(shí)數(shù)a、b、c滿(mǎn)足a+b+c=2a-1+4b-2+6c-3+8,求abc的平方根.
它的編制過(guò)程是把平方基本型簡(jiǎn)化:
(x1-a1)2+(x2-a2)2+…+(xn-an)2=0,
其中n=3,且(x1-1)2+(x2-2)2+(x3-3)2=0,
再令:x1=a-1,x2=b-2,x3=c-3,
就得到:
(a-1-1)2+(b-2-2)2+(c-3-3)2=0;
再打開(kāi)平方,移項(xiàng),就會(huì)得到:
a+b+c=2a-1+4b-2+6c-3+8.
解法過(guò)程不言而明.
其實(shí),這種“倒裝式”編制題目的方式,我們老師并不陌生,再回歸原問(wèn)題解析2,探究原問(wèn)題的編制方法,不難發(fā)現(xiàn),或用這種方式編制出“一模一樣”的題目:
對(duì)于實(shí)數(shù)x、y,對(duì)于(x-a1)2+(x-y)(y-a2)=a3,可以命制出下面的問(wèn)題:
1.當(dāng)a3=0時(shí),賦予a1、a2以常量,并限定x、y的條件,即可編制成一個(gè)問(wèn)題;
2.當(dāng)a3≠0時(shí),賦予a1、a2以常量,并限定x、y的條件,即可編制成一個(gè)求不定方程整數(shù)解的問(wèn)題.
再設(shè)置一定的門(mén)檻,還可以編制出原問(wèn)題的姊妹題.
3.還可進(jìn)一步增加難度:對(duì)于實(shí)數(shù)x、y,對(duì)于(b1x-a1)2+(x-y)(b2y-a2)=a3,賦予b1、b2、a1、a2、a3以常量,并限定x、y的條件,可制作成與x、y相關(guān)的不定方程題.
當(dāng)然,對(duì)教師來(lái)說(shuō),編制問(wèn)題并不容易,對(duì)學(xué)生來(lái)說(shuō),解決問(wèn)題也不容易.所以要經(jīng)過(guò)數(shù)番磨練才能窺得一斑.在現(xiàn)在的教學(xué)中,我們老師對(duì)命題的方式方法上的收獲,應(yīng)該和學(xué)生一起來(lái)探討,學(xué)生的解決問(wèn)題的能力也會(huì)隨之變強(qiáng).