徐守軍
古有朱熹《觀書有感》云:“半畝方塘一鑒開,開光云影共徘徊.問渠那得清如許,為有源頭活水來.”筆者結(jié)合自身輔導(dǎo)競賽的經(jīng)歷,一直在思考,如何讓課堂清新如許,學生心有靈犀?競賽試題難度上高于高考,卻離不開高考,技巧性強,但大多數(shù)時候最后落葉歸根,追本溯源,都可以回歸到高考試題的常規(guī)解法中,細細體會,讓思維可視化,還可以撥開云霧,看透實質(zhì),使得問題原形畢現(xiàn).本文以一道2018年浙江預(yù)賽試題為例予以探析.
2.2 知識關(guān)聯(lián)可視化
由上述解法可以看出,解法一的核心是使用了極化恒等式,這是泛函分析中的一個概念:設(shè)(X,(·,·))是內(nèi)積空間,則對任意x,y∈X,有(x,y)=14\[‖x+y‖2-‖x-y‖2+i‖x+iy‖2-i‖x-iy‖2\].在實數(shù)域內(nèi),等式右邊后面兩項為零,歐式空間中,內(nèi)積可誘導(dǎo)出向量的“長度”當知識儲備不完善,方法技巧不熟悉的情況下,極化恒等式是比較難想到,是否有更加普遍的解法可以解決問題.一般地,涉及到內(nèi)積,必定涉及到兩個向量的模長與夾角的余弦值,與余弦定理有緊密的聯(lián)系,求取值范圍方法甚多,不等式、線性規(guī)劃都是不容忽略的手段.
2.3 題目探源可視化
在2015年全國高中數(shù)學聯(lián)賽試題中有這樣一道題:在矩形ABCD中,AB=2,AD=1,邊DC上(包含點D、C)的動點P與CB延長線上(包含點B)的動點Q滿足|DP|=|BQ|,則向量PA與向量PQ的數(shù)量積的最小值.
對于這種問題,涉及到平面上矩形內(nèi)部求內(nèi)積的動點問題,學生會首先想到建立平面直角坐標系.這是常用的方法,建系設(shè)點,利用函數(shù)的觀點求最值.在此基礎(chǔ)上,學生對于本文中的這道預(yù)賽題就會有新的體會,可以給出下列解法:
如圖4,以A為原點,AB方向為x軸,垂直AB方向y為軸建立平面直角坐標系.
依題意可知,P到AB的距離不小于3,S△PAB=12PA·PB·sin∠APB.
設(shè)PA=a,PB=b,∠APB=θ,則S△PAB=12abcosθtanθ.
∴abcosθ=2Stanθ.要使PA·PB的最小,則abcosθ要最小,則S△PAB盡可能小,θ要盡可能大.
由于底邊長AB已定,則AB邊上的高盡可能小,最小值為3.
∴P在y=3這條直線上,且位于AB的中垂線上即可.解得P的坐標為(5,3).
到此,問題的本質(zhì)就清晰可見.就是平面上動點到定直線的位置關(guān)系,最后只轉(zhuǎn)變成θ一個變量進行討論,使得問題變得簡單明了.
3.教學反思
透過現(xiàn)象看本質(zhì)是解題的基本能力和要領(lǐng).正如羅增儒老師所說:“對題目的結(jié)構(gòu),不僅注重外形上的分析,而且注重內(nèi)容上的理解,能從一個孤立靜止的數(shù)學形式中找出關(guān)聯(lián)活動的數(shù)學內(nèi)容.方法是對內(nèi)容的理解,方法寓于概念之中.”數(shù)學競賽不僅考查學生的能力,也考查學生的思維,而數(shù)學問題萬變不離其宗,思想方法之間有千絲萬縷的聯(lián)系,在教學上不僅要教給學生解題的技巧與方法,還要教會學生學會思考,學會挖掘,學會把問題簡單化,把數(shù)學問題進行轉(zhuǎn)化,注意從內(nèi)容的聯(lián)系上尋找解題思路,才能使思維的高度更上一層樓.