江蘇省啟東市呂四中學(xué) 劉 瑾
高中數(shù)學(xué)解題中隱含條件的挖掘
江蘇省啟東市呂四中學(xué) 劉 瑾
在數(shù)學(xué)解題過(guò)程中,不少學(xué)生容易忽視題中的隱含條件,感覺(jué)題目難解。實(shí)際上,數(shù)學(xué)題雖然靈活多變,但若能發(fā)掘出其中的隱含條件,就能更好地解鎖解題過(guò)程,將復(fù)雜問(wèn)題簡(jiǎn)單化,降低解題難度,快速而準(zhǔn)確地解題,這樣,學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí)信心也會(huì)進(jìn)一步得到保持與提升。
面對(duì)數(shù)學(xué)問(wèn)題時(shí),學(xué)生需要具備較強(qiáng)的洞察力,反復(fù)研讀題目,多向思索,迅速判斷題中是否有無(wú)隱含條件,找出問(wèn)題本質(zhì),快速得解。其中,明確題目結(jié)構(gòu)特點(diǎn),再根據(jù)所學(xué)知識(shí)合理推斷有關(guān)數(shù)學(xué)公式或者所應(yīng)用的幾何模型,是發(fā)掘題中隱含條件的一種重要方式。對(duì)此,教師要引導(dǎo)學(xué)生引起注意,從而提高數(shù)學(xué)解題能力。
在解答高中數(shù)學(xué)題目時(shí),學(xué)生有時(shí)候會(huì)遇到這樣的情況:直接利用題目給出的已知條件來(lái)解題比較困難,而那些可以快速解題的有效條件卻隱藏于題中蘊(yùn)含的圖形中,若能夠認(rèn)真觀察,由圖形來(lái)獲取隱含條件,則可以找到解題的切入點(diǎn)與突破口,將抽象問(wèn)題形象化,將繁雜問(wèn)題簡(jiǎn)明化。所以,教師要指導(dǎo)學(xué)生數(shù)形結(jié)合,學(xué)會(huì)認(rèn)真分析所給圖形極其條件,由圖形特征去發(fā)掘一些隱含條件,簡(jiǎn)化解題過(guò)程,或者利用轉(zhuǎn)化思想,適當(dāng)添加輔助圖形,實(shí)現(xiàn)數(shù)形結(jié)合,再由圖形中獲取含而未漏的重要條件,將問(wèn)題迎刃而解。
例如:平面上有兩點(diǎn)A(-1,0)﹑B(1,0),在圓(x-3)2+(y-4)2=4上取點(diǎn)P,請(qǐng)求出使AP2+BP2取最小值的時(shí)候點(diǎn)P的坐標(biāo)。
對(duì)于這一題目,不少學(xué)生運(yùn)用常規(guī)方法,列出目標(biāo)函數(shù)y=AP2+BP2,再求解最小值。這一方法過(guò)程比較煩瑣,而且容易出現(xiàn)錯(cuò)誤。實(shí)際上,通過(guò)畫(huà)出相關(guān)圖形(如圖1所示),再根據(jù)三角形中線性質(zhì),就能獲得隱含條件: 。因此,當(dāng)OP有最小值的時(shí)候,AP2+BP2也有最小值。此時(shí),就很容易看出點(diǎn)O和圓心(3,4)的連線與圓的交點(diǎn)就是要求的點(diǎn)P的坐標(biāo)。因此聯(lián)立方程,則有:
在解數(shù)學(xué)問(wèn)題時(shí),數(shù)學(xué)概念﹑性質(zhì)或者定義是基本知識(shí)與前提條件,但運(yùn)用的方式有所差別,或直接運(yùn)用,或者間接運(yùn)用,所以在解題教學(xué)中,教師要善于引導(dǎo)學(xué)生從數(shù)學(xué)定義(概念)入手,認(rèn)真分析與推敲,深挖隱含條件,化隱為顯,快速解答。
在高中數(shù)學(xué)做題時(shí),有時(shí)會(huì)遇到這樣的題目:無(wú)法發(fā)現(xiàn)已知條件和所求問(wèn)題的聯(lián)立關(guān)系,也沒(méi)有可以直接用于類比的定理或者公式。這就需要由聯(lián)想與類比入手,深挖出題目隱藏的有用條件,抓住解題契機(jī),快速而準(zhǔn)確地做答。
在有些數(shù)學(xué)題目中,隱藏的條件往往在已知條件里面,需要結(jié)合已知條件進(jìn)行靈活衍生。因此,在解答高中數(shù)學(xué)題時(shí),如果感覺(jué)沒(méi)有充足的解題條件,同時(shí)題設(shè)中又很難發(fā)現(xiàn)隱含條件,此時(shí)就需要結(jié)合已知條件,運(yùn)用列舉分析或者圖形等方式,獲取含而不露的解題條件,化難為易。
例如:已知實(shí)數(shù)x,y滿足x2+y2-2x+4y=0,請(qǐng)求出x-2y的最值。
根據(jù)已知條件,進(jìn)行配方,使之轉(zhuǎn)化成:(x-1)2+(y+2)2=5,即圓心坐標(biāo)是(1,-2),半徑是的圓(如圖2),圓方程經(jīng)過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)(0,0);另外,表明圓(x-1)2+(y+2)2=5上的點(diǎn)到原點(diǎn)距離的平方的一半。再由數(shù)形結(jié)合入手,就能發(fā)現(xiàn)最小值是0,最大值是10。
總之,隱含條件是解數(shù)學(xué)題的重要因素與有效利器。在平時(shí)教學(xué)中,教師要注意加強(qiáng)訓(xùn)練,引導(dǎo)學(xué)生探尋與積累多樣解題方法和技巧,或深鉆數(shù)學(xué)定義去深挖,或在類比聯(lián)想中去發(fā)現(xiàn),或從數(shù)形結(jié)合中去發(fā)掘,或抓住題目結(jié)構(gòu)來(lái)獲取隱含條件,不斷強(qiáng)化自己的觀察能力﹑思考能力,提升數(shù)學(xué)解題水平。
圖2
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