數(shù)學(xué)思維的創(chuàng)造性與創(chuàng)新性,是高階思維的一種重要體現(xiàn),也是解決數(shù)學(xué)問題時的一種有效的創(chuàng)新應(yīng)用.其中,極限思維就是高階思維應(yīng)用中的一個重要思維方式.在解決一些客觀數(shù)學(xué)問題時,合理借助極限思維,實現(xiàn)“變量”與“常量”,“抽象”與“具體”,“靜態(tài)”與“動態(tài)”等視角的轉(zhuǎn)化,從而實現(xiàn)有限到無限、近似到精確、量變到質(zhì)變等方面的跨越,合理避免多變、繁雜的數(shù)學(xué)運算,抽象、死板的邏輯推理等,獨辟蹊徑,降低試題難度與思維高度,優(yōu)化解題過程,起到事半功倍的效果.本文就此實例探析,旨在與同行分享.
1.化“變量”為“常量”,回歸函數(shù)性質(zhì)
例1 對任意θ∈(0,π2),都有(" ).
A.sin(sinθ)lt;cosθlt;cos(cosθ)
B.sin(sinθ)gt;cosθgt;cos(cosθ)
C.sin(cosθ)lt;cos(sinθ)lt;cosθ
D.sin(cosθ)lt;cosθlt;cos(sinθ)
分析:根據(jù)題目條件,角θ的取值在區(qū)間(0,π2)上變化,其變化是連續(xù)上,而對應(yīng)的三角函數(shù)值的變化也是連續(xù)的,存在相關(guān)“變量”與“常量”之間的關(guān)系,可通過常規(guī)思維,利用三角函數(shù)的基本性質(zhì)與函數(shù)的性質(zhì)來處理;也可以通過極限思維來巧妙突破與合理排除,實現(xiàn)快速判定.
解法1:(常規(guī)解法)根據(jù)三角函數(shù)線可知,當θ∈(0,π2)時,sinθlt;θlt;tanθ,而cosθ∈(0,1)(0,π2),則sin(cosθ)lt;cosθ;又余弦函數(shù)y=cosx在(0,π2)上單調(diào)遞減,則cos(sinθ)gt;cosθ.
綜上可知sin(cosθ)lt;cosθlt;cos(sinθ),故選D.
解法2:(極限思維法)根據(jù)角θ的變量取值限制,結(jié)合極限思維,當θ→0時,sin(sinθ)→0,cosθ→1,cos(cosθ)→cos1lt;1,由此可排除A,B;當θ→π2時,sinθ→1,cos(sinθ)→cos1,cosθ→0,由此可排除C.故選D.
評注:利用變化且連續(xù)的三角函數(shù)值中“變量”與“常量”之間的關(guān)系,合理借助極限思維,通過區(qū)間的兩個端點的極限值來突破與應(yīng)用,合理排除錯誤選項,達到正確判斷的目的,處理起來更加有效快捷,避免三角函數(shù)中的“二級結(jié)論”以及函數(shù)的基本性質(zhì)等的綜合與應(yīng)用.
消去參數(shù)x并整理可得17y2-32y+15=0,解得y=1或y=1517,此時x=4y-4=-817,即F(-817,1517),利用三角函數(shù)的定義可得sin(α+β)=sin(π2+β)=cosα=x=-817.故選B.
評注:抓住單位圓上的動直線在運動過程中的不變性,利用極限思維,通過常規(guī)直線逼近于單位圓的切線或單位圓與坐標軸的交點,實現(xiàn)動點的“合二為一”或極端取值,以極端位置的形式來分析與處理,確定對應(yīng)角的關(guān)系,并結(jié)合題設(shè)條件確定相關(guān)角的三角函數(shù)值,借助三角函數(shù)中的二倍角公式、同角三角函數(shù)基本關(guān)系式以及三角函數(shù)的定義等來分析與求解.
綜上實例知,極限思維是高階思維的一種解題思維,是探索解題新思路與新方式,探究解題新模式與新應(yīng)用的一種奇思妙想,給人一種“撥開云霧見晴天”的特殊視角.借助極限思維,對于數(shù)學(xué)客觀題的解答有奇效,特別效地實現(xiàn)“變量”與“常量”,“抽象”與“具體”,“靜態(tài)”與“動態(tài)”等視角的轉(zhuǎn)化,可以很好回避復(fù)雜的數(shù)學(xué)運算與繁雜的邏輯推理,化繁為易,優(yōu)化解題過程,提升解題效益,全面拓展數(shù)學(xué)思維,提升數(shù)學(xué)能力,培養(yǎng)數(shù)學(xué)核心素養(yǎng).