例3 已知 ,求siny-cos2x的最大值。
学生错解:由已知条件有
∴
∴sinx=-1时取得最大值为
错误原因:本题学生都能通过条件 将问题转化为关于sinx的函数。而本题的“潜台词”在于siny= -sinx
转换时,要注意 结合sinx∈[-1,1],
可得 .
∴最终应该是 时,原式取得最大值为 .
小结:在数学解题中,学生应不断提高自己的审题能力,发现问题中蕴含的“潜台词”,加强对数学定义、基本方法的理解,培养思维的严谨性,这样才可以不断提高自己数学解题的正确性.
二、主动挖掘问题中的“潜台词”,拓展数学解题思路
有些学生在解题时常常不知如何下手,有时甚至觉得题目条件不够,这就需要我们善于引导学生从题目涉及的已知条件、基本概念、公式、定理、性质或图形中挖掘问题的“潜台词”,进而找到解题的思路.
例4 函数f(x)=x2+ax+1,已知f(x2),求f(x1+x2)的值.
学生疑问:本题中出现了一个干扰字母a,导致很多学生感觉题目缺少条件,对于条件f(x1)=f(x2)又不明白其给出的作业,不知如何下手解决.
问题引导:对于二次函数,学生应该熟悉其具有的对称性,根据f(x1)=f(x2)其实可以得出函数f(x)的对称轴是直线。
本题的一个“潜台词”是f(0)=1,而根据二次函数对称性可知f(x1+x2)=f(0)=1.
例5 已知f(x)=ax2+bx+3a+b是偶函数,且其定义域为[a-1,2a],求a+b的值.
学生疑问:感觉求出字母b的值为0比较容易得到,但是对于字母a感觉缺少条件.
问题引导:仅仅由,显然不足以确定和的值,还需要挖掘出偶函数的定义域关于原点对称这一“潜台词”,即有
.
例6 如果函数y=sin2x+acos2x的图象关于直线
对称,求实数a的值.
学生疑问:函数y=Asin(ωx+φ)的对称轴一定经过图象的波峰顶或波谷底,且与y轴平行,而对称中心是图象与x轴的交点,但是将 代入函数时,不能判断是经过最大值点还是最小值点,导致解题出现困惑.
问题引导:本题的关键是函数图象关于直线 对称,可以考虑特殊情况,“潜台词”是可以利用函数对称,考虑
,代入即得a=-1.
三、主动探究数学问题中的“潜台词”,提升数学解题的严密性
例7 已知函数f(x)=ax3+3x2-x+1在x∈R上是减函数,求a的取值范围.
学生疑问:课本中有f'(x)<0(x∈(a,b)),则f(x)在(a,b)内单调递减.
如果利用此结论,考虑到本题f'(x)=3ax2+6x-1<0在x∈R恒成立,故 解得a<-3,但是结果却是a≤-3,为什么?
问题引导:本题在解题过程中,要抓住的“潜台词”是f'(x)<0(x∈(a,b))是f(x)在(a,b)内单调递减的充分不必要条件,而不是充要条件。如果函数f(x)可导且不是常函数,则f(x)在(a,b)内单调递减的充要条件是f'(x)≤0(x∈(a,b)).
对于本题,函数f(x)可导且不是常函数,应该f'(x)=3ax2+6x-1≤0是在x∈R恒成立,所以有 ,结果是a≤-3.
总之,如果在教学过程中,我们如果能经常对学生进行科学引导他们发现、挖掘和探求数学问题中的“潜台词”的训练,就能更好地培养学生的思维的严谨性、发散性和完整性,从而达到提高解题能力的最终目的。
(作者单位:江苏省无锡市洛社高级中学)