許瀝 魏海霞 高明
【摘要】特殊化思想是創(chuàng)新思維中一種重要的數(shù)學(xué)思想,可以起到簡(jiǎn)化推理,弱化運(yùn)算,排除選項(xiàng)的作用.本文通過(guò)特殊賦值,特殊引路,特殊探究三個(gè)方面闡述特殊化思想在數(shù)學(xué)解題中的應(yīng)用.
【關(guān)鍵詞】 特殊;特殊化;數(shù)學(xué)題
【基金項(xiàng)目】2014年西華師范大學(xué)校級(jí)教學(xué)改革研究項(xiàng)目,項(xiàng)目編號(hào):403/403299
“特殊寓于一般之中”,利用特殊化的思想解題,可以將問(wèn)題化繁雜為簡(jiǎn)單,化困難為容易,化陌生為熟悉,可以起到簡(jiǎn)化推理,弱化運(yùn)算,排除選項(xiàng)的作用,有助于數(shù)學(xué)思維的培養(yǎng)和解題效率的提高.
一、特殊賦值,巧解客觀型選擇題
特殊賦值的主要形式有變數(shù)字母數(shù)值化、一般圖形“正”規(guī)化、特殊數(shù)值代入化.在解答客觀性試題時(shí),采用特殊賦值可以簡(jiǎn)化推理和弱化運(yùn)算,排除錯(cuò)誤選項(xiàng),取得事半功倍、出奇制勝的效果.
例1 不等式m2+(cos2x-5)m+4sin2x≥0對(duì)任意實(shí)數(shù)x恒成立,則m的取值范圍是( ).
A.0≤m≤4 B.1≤m≤4
C.m≥4或m≤0D.m≥1或m≤0
分析與解答 此題涉及兩個(gè)參變量且含正、余弦運(yùn)算,常規(guī)解答較為復(fù)雜.解題時(shí)可以轉(zhuǎn)換思維,通過(guò)結(jié)論的特征,將m進(jìn)行賦值,采用特殊數(shù)值代入化的方法進(jìn)行驗(yàn)證.令m=0時(shí),代入驗(yàn)證,滿足題意,則可以排除選項(xiàng)B;令m=1時(shí),不滿足題意,則可以排除A、D兩個(gè)選項(xiàng);故答案應(yīng)選C.
二、特殊引路,探求一般證題規(guī)律
對(duì)于某些定點(diǎn)、定值問(wèn)題,可以從特殊情況入手,通過(guò)特殊情況的解題過(guò)程所獲得的啟示,由此探明解題的方向,探求解題思路.
例2 設(shè)D是銳角△ABC內(nèi)部的一點(diǎn),使得∠ADB=∠ACB+90°,并且AC·BD=AD·BC,試計(jì)算比值A(chǔ)B·CDAC·BD.
分析與解答 這是一道定值計(jì)算題,通??梢圆捎锰厥饣姆椒ǎ忍骄砍鼋Y(jié)論,以此為基礎(chǔ),尋找解決試題的思路.將△ABC特殊化,考察△ABC為正三角形,則∠ADB=150°,BD=AD, 于是有
AB·CDAC·BD=CDBD=sin∠DBCsin∠DCB=sin45°sin30°=2. 通過(guò)特殊化,探究出了AB·CDAC·BD在一般情況下的值應(yīng)恒為2.
而“2”是一個(gè)較為特殊的數(shù),可以看成是等腰直角三角形的斜邊與直角邊之比.這樣通過(guò)特殊化探究,為解題提供了方向和解題思路:構(gòu)造一個(gè)等腰直角三角形.因此,構(gòu)造一個(gè)等腰直角△BDE(如圖),由AC·BD=AD·BC,BD=DE,∠ADE=∠ADB-90°=∠ACB,可得 DEBC=ADAC,△AED∽△ABC, 得到AEAB=ADAC,又∠EAD=∠BAC,推得∠EAB=∠DAC,于是△AEB∽△ADC,有ABAC=BECD.因此,AB·CDAC·BD=BECD·CDBD=BEBD=2.
三、特殊探究,構(gòu)建解題思維途徑
當(dāng)題目結(jié)論不明確,解題思路不清晰,解題方向不明確時(shí),可將試題條件特殊化,通過(guò)“嘗試—觀察—?dú)w納”的探究過(guò)程,為解題提供線索,找到解決問(wèn)題前進(jìn)的方向,將隱含信息顯性化,內(nèi)在結(jié)構(gòu)特征外顯化,化陌生為熟悉.
例3 若實(shí)數(shù)x,y滿足1+cos2(2x+3y-1)=x2+y2+2(x+1)(1-y)x-y+1,則xy的最小值為.
分析與解答 由于條件是關(guān)于x,y的超越方程的形式,等式左邊=1+cos2(2x+3y-1)≤2為三角式,右邊為分式形式,很難找到解題思路.可將試題條件特殊化,將x視為常量,將y視為變量.
當(dāng)y=0時(shí),右邊=x2+2(x+1)x+1=x+1+1x+1;當(dāng)y=1時(shí),右邊=x2+1x=x+1x;當(dāng)y=-1時(shí),右邊=x2+4(x+1)+1x+2=x+2+1x+2;通過(guò)特殊化探究,就將題目當(dāng)中的隱含信息顯性化了,內(nèi)在特征外顯化了,即右邊為一個(gè)數(shù)與這個(gè)數(shù)的倒數(shù)的和的解析式形式,為解題提供線索和方向.
實(shí)際上,x2+y2+2(x+1)(1-y)x-y+1=x-y+1+1x-y+1≥2.根據(jù)等式成立的條件可得:x-y+1=1, 2x+3y-1=kπk∈Z,得x=y=kπ+15.因此xy的最小值為125.
數(shù)學(xué)高考、競(jìng)賽試題因其內(nèi)容的廣泛性與深刻性,其解答包含著豐富的機(jī)智思想.在教學(xué)過(guò)程中,教師應(yīng)有意識(shí)讓學(xué)生掌握和運(yùn)用特殊化的思想,加深對(duì)數(shù)學(xué)方法的理解.只要認(rèn)真去總結(jié),用心去領(lǐng)悟,就能拓展解題思路,提高解題效率,優(yōu)化解題技巧.
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