楊麗瓊
學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)需要解題,而解題方向是否合理,解題過程的繁冗與簡捷,往往在于解題“切入點(diǎn)”的選擇.善于從題目所顯示的或隱含的某些特點(diǎn)中尋找解題“切入點(diǎn)”,既能快速決策解題的方向,也能優(yōu)化解題的過程,起到“四兩撥千斤”的解題效果.本文從幾個方面闡述尋找“切入點(diǎn)”的途徑.
1從特殊數(shù)值尋找“切入點(diǎn)”
在數(shù)學(xué)題目中,往往出現(xiàn)具有某種特點(diǎn)的一些數(shù)值,這些數(shù)值對解題有著重要的導(dǎo)向作用.從這些特殊數(shù)值上展開聯(lián)想,進(jìn)而順藤摸瓜尋找解題“切入點(diǎn)”,則能獲取新穎、獨(dú)到的解法.
例1 (2007年全國初中數(shù)學(xué)聯(lián)賽題)設(shè)x=12-1,a是x的小數(shù)部分,b是-x的小數(shù)部分,則a3+b3+3ab=.
分析:從特殊數(shù)值12-1尋找切入點(diǎn).先分析出x與-x的范圍,確定出a,b,推出a+b=1后運(yùn)用立方和公式整體代入求解.
解:因為x=12-1=2+1,而2<2+1<3,所以a=x-2=2-1.
又因為-x=-2-1,而-3<-2-1<-2,所以b=-x-(-3)=2-2.
所以a+b=1.故a3+b3+3ab=(a+b)(a2+b2-ab)+3ab=a2+b2-ab+3ab=a2+b2+ab=(a+b)2=1.
2從圖形背景尋找“切入點(diǎn)”
對于許多數(shù)量關(guān)系的題目,若挖掘并運(yùn)用蘊(yùn)含在題目中的圖形背景,使得數(shù)量關(guān)系轉(zhuǎn)換為直觀圖形來解決,從圖形背景中尋找“切入點(diǎn)”,則解題思路直觀、清晰.
例2(1987年全國初中數(shù)學(xué)聯(lián)賽題)已知方程|x|=ax+1有一個負(fù)根而且沒有正根,那么a的取值范圍是().
A.a>-1B.a=-1
C.a≥1D.非上述答案
分析:本題若按常規(guī)方法來解,需要分為兩個步驟來進(jìn)行:①先設(shè)x為方程負(fù)根,推出a的范圍;②根據(jù)方程沒有正根求a的范圍時,正難則反,先假設(shè)方程有一個正根x,得到a的范圍后取其反面.進(jìn)而綜合后得到答案.所以
運(yùn)用常規(guī)思路解答邏輯推理要求高,而利用圖形背景,設(shè)出函數(shù)并作圖象,借助圖象化“數(shù)”為“形”,則求解直觀、迅速.
解:如圖1,在直角坐標(biāo)系中作出兩個函數(shù)y=|x|和y=ax+1的圖象.
根據(jù)題意方程|x|=ax+1有一負(fù)根而沒有正根,可知直線y=ax+1僅和折線y=|x|=x,x≥0,-x,x<0在y軸左側(cè)有一個交點(diǎn),故結(jié)合圖象分析可得a≥1.因此選C.
3從位置關(guān)系尋找“切入點(diǎn)”
許多與圖形相關(guān)聯(lián)的題目都具有一些特定的“位置”,從與眾不同的位置關(guān)系中去尋找解題的“切入點(diǎn)”,可快速明確解題方向,利用解題.
例3(2022年荊門市中考題)如圖2,函數(shù)y=x2-2x+3,x<2,-34x+92,x≥2的圖象由拋物線的一部分和一條射線組成,且與直線y=m(m為常數(shù))相交于三個不同點(diǎn)A(x1,y1),B(x2,y2),C(x3,y3)(x1 解析:由函數(shù)圖象與直線y=m(m為常數(shù))相交于三個不同點(diǎn)這一位置關(guān)系,可知y1=y2=y3=m(m為常數(shù)),代入并把所求式轉(zhuǎn)化為t=x1+x2x3,所以t的取值范圍即為三個不同點(diǎn)橫坐標(biāo)代數(shù)式的范圍.根據(jù)題意可知y1=y2=y3=m(m為常數(shù)),因此t=x1y1+x2y2x3y3=x1+x2x3. 由y=x2-2x+3=(x-1)2+2(x<2),可知拋物線開口向上,對稱軸為直線x=1,所以當(dāng)x=1時,函數(shù)有最小值為2,且x1+x2=2×1=2.由y=-34x+92(x≥2)可知當(dāng)x=2時,有最大值為3,且當(dāng)y=2時,x=104,所以2 4從式子結(jié)構(gòu)尋找“切入點(diǎn)” 許多題目中式子的結(jié)構(gòu)具有“窗口”作用,善于對式子結(jié)構(gòu)的觀察、分析,從式子結(jié)構(gòu)中尋找解題“切入點(diǎn)”,則解題往往做到事半功倍. 例4(2019年全國初中數(shù)學(xué)競賽天津賽區(qū)初賽題)若四個互不相等的正實(shí)數(shù)a,b,c,d滿足(a2012-c2012)(a2012-d2012)=2012,(b2012-c2012)(b2012-d2012)=2012,則(ab)2012-(cd)2012的值為(). A.-2012B.-2011C.2012D.2011 分析:由已知條件可知,a2012與b2012滿足相同的結(jié)構(gòu)形式,因此構(gòu)造方程(x-c2012)(x-d2012)=2012,整理后利用韋達(dá)定理求解. 解:因為(a2012-c2012)(a2012-d2012=2012,(b2012-c2012)(b2012-d2012)=2012,所以a2012與b2012是方程(x-c2012)(x-d2012)=2012,即x2-(c2012+d2012+(cd)2012-2012=0的兩根.根據(jù)韋達(dá)定理,得a2012·b2012=(cd)2012-2012,即(ab)2012=(cd)2012-2012,所以(ab)2012-(cd)2012=-2012.故選A. 5從整體關(guān)系尋找“切入點(diǎn)” 在解決一些題目中,若把某些具有一定關(guān)系的式子視為一個整體,以此為解題“切入點(diǎn)”,則往往使題目得到迅速解決. 例5(2023年北京市中考題)已知x+2y-1=0,求代數(shù)式2x+4yx2+4xy+4y2的值. 分析:若先求解已知中的一元二次方程,然后將求出的解代入所求式,很是繁冗.這里著眼整體關(guān)系,先將所求分式化簡,再把x+2y-1=0變形,整體代入化簡的分式求值. 解:因為2x+4yx2+4xy+4y2=2(x+2y)(x+2y)2=2x+2y,根據(jù)x+2y-1=0,得x+2y=1,所以代入上式可得2x+4yx2+4xy+4y2=21=2. 6從差異中尋找“切入點(diǎn)” 數(shù)學(xué)解題的過程,從一定意義上講,就是實(shí)現(xiàn)從題設(shè)到結(jié)論進(jìn)行推證的過程,而識別題設(shè)與結(jié)論或量與量之間的差異,則能幫助我們尋找解題的“切入點(diǎn)”. 例6(2022年江蘇省南通市中考題)已知實(shí)數(shù)m,n滿足m2+n2=2+mn,則(2m-3n)2+(m+2n)(m-2n)的最大值為(). A.24B.443C.163D.-4 解析:題設(shè)中的等式是非齊次式,結(jié)論中的所求式是“齊二次”多項式,把這一差異作為“切入點(diǎn)”,先分別將已知式代入完全平方和公式與完全平方差公式,利用非負(fù)性求出mn的范圍,然后將目標(biāo)式展開并將已知式代入得到關(guān)于mn的式子求解. 由m2+n2=2+mn得(m+n)2=2+mn+2mn=2+3mn.又因(m+n)2≥0,得2+3mn≥0,所以mn≥-23,當(dāng)m+n=0時,取等號. 因為(m-n)2=m2+n2-2mn,將m2+n2=2+mn代入得(m-n)2=2+mn-2mn=2-mn.由(m-n)2≥0,得2-mn≥0,解得mn≤2,當(dāng)m-n=0時,取等號. 所以-23≤mn≤2.所以(2m-3n)2+(m+2n)(m-2n)=4m2+9n2=-12mn+m2-4n2=5(m2+n2)-12mn=5(mn+2)-12mn=10-7mn.由-23≤mn≤2,得-14≤-7mn≤143,所以-4≤10-7mn≤1447.故選B.解題是學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的主要手段和途徑,而解題方向是否正確,解題過程是否簡捷,這都需要尋找到一個好“切入點(diǎn)”.因此,在解題中重視尋找“切入點(diǎn)”,對于優(yōu)化解題方案,縮短思維線路起著舉足輕重的作用.