☉江苏省大丰高级中学 姜兴荣
解题者探求解题思路的过程,实质上就是解题者依托自己的知识结构、思想方法、解题经验和思维能力,通过对题目条件、结论及它们之间的关系进行积极主动的思维分析,受其中某些信息的启示和诱发,萌生解题念头、探索解题方法的过程.如何进行“积极主动的思维分析”是探求解题思路的关键所在,对此,本文结合一些实例谈谈几种有效的思维策略,以期抛砖引玉.
从题目涉及的数学知识出发,直接运用相关数学概念、公式、定理进行解题,是寻求解题思路的首选策略,但未必是最佳解法.多角度地探求问题的解法,往往能获得很多优美、简捷的解法,更重要的是锻炼了思维,发展了能力.
解析一:“分离变量法”是处理不等式恒成立问题的优先之策.
解析二:不等式两边平方是化去根号的常用之法.
解析三:由根号想到向量的模是一个新的思考角度.
图1
解题者在长期的数学学习和解题实践过程中,由于经验的作用、思维的积淀,会在自己的认知结构中形成一定思维模块,如具有特定意义的某些符号表达式及相应的处理范式、某些基于基础知识的引伸性结论及常见运用技巧等.解题时,解题者要善于捕捉蕴含于题意中的某种思维模块特征,展开联想,巧妙构造.
解析一:经观察易知:该函数表达式呈平方和的特征,联想到距离的知识,可尝试构造图形求解.
图2
过点T作圆与双曲线的公切线l,设T(x0,y0),
图3
注:本题也可用导数法直接求解.
含有多元变量、字母参数的问题是一类比较复杂的数学题型,常常要讨论其中一个或几个变量或参数的取值情况,如满足条件的某个或某些字母的取值存在性问题,某个变量的取值范围问题等.
抓住题意中变量、字母间的相互制约关系,利用其中一些变量的取值要求,缩小其他变量或字母的取值范围,使得问题的讨论渐渐趋近求解目标.
解析一:由题意知:字母m,n满足等量关系,利用n的正整数取值要求,来研究m的取值范围,进而,从所推范围中易知m的取整情况.
所以m的可能取值为2,3,4,5,6.
当m=3时,代入②式,解得n=3.
当m≥4时,n被m整除,设n=km(k∈N*),代入②化简得:
同理,k=sm(s∈N*),代入③式得:2sm2+9=3s(3+4m),
所以s可能取值为1,3,9,代回④式检验易得:m=6,再代入②式得n=36.
注:解析二的策略是:将两个量m,n之间的整除性关系,逐步缩小为较小的整数9是正整数s的倍数关系而获解的.
数学题是用文字、符号、图形三种语言成分呈现的,揭示了一定的数学本质、数学规律,是相应数学内容的语言表征形式.同一个数学问题可以有不同的语言表征形式,故对所给数学题重新进行另一种语言形式的表征,可实施不同数学模式之间的等价转换,进而为问题求解提供了多种通道.
例4 如图4,在△OAB中,OP∶PA=1∶2,OQ∶QB=3∶2,连接AQ、BP交于点R,过R作RH∥OA交AB于点H,若OA=1,OB=3,∠AOB=60°,求OH的长.
解析一:向量兼有几何与代数的双重特征,本题是用平面几何语言表述的,可用向量语言对之进行重新表述后,考虑求解方案.
图4
解析二:解析法也是处理平面几何问题的重要方法之一,用解析几何语言重新表述,将问题转化为解析几何问题求解,应该值得一试.
以O为坐标原点,直线OA为x轴建立直角坐标系,如图5.
图5
注:本题也可用解三角形语言来表征,但需添加辅助线,请读者一试.
从上述四个“策略”成功运用的历程中,我们看到:自觉、主动地运用科学的思维策略,有助于快速确立解题思维的着力点,有利于找到解题的最近“攻击”方向,增强解题的目的性、可行性、创造性,避免解题过程中的盲目性、无效性、被动性.因此,在解题实践中,重视和加强思维策略的总结、积累与运用,是解题者学会怎样解题、提高分析问题和解决问题能力的必由之路.
1.(美)乔治·波利亚著.刘景麟、曹之江、邹清莲译.数学的发现:对解题的理解、研究和讲授[M].北京:科学出版社,2006.
2.罗增儒.中学数学解题的理论与实践[M].2008(9).