王彤
进入高一,绝大部分学生在数学学习上面临着一系列巨大挑战:学习容量明显加大了,知识的系统性更强了,加上内容的抽象性、思维的严密性与逻辑性明显加强,很多学生在数学学习上会感到很吃力,主要表现在数学解题上:上课听讲时都能理解,但到自己去解题时,各种问题却接踵而来.其主要原因在于自己没有形成一定的解题思路,还没弄清楚题目需要你做什么,或者根据题目条件你能做什么.要想弄清楚该干什么,就要从审题开始.新课标明确指出:高中数学课程对于提高分析和解决问题的能力,形成理性思维,发展智力和创新思维起着基础性作用.分析和解决问题的能力是指能阅读、理解对问题进行陈述的材料,能综合应用所学数学知识、思想和方法解决问题.
例1若不等式x2-ax-b<0的解集为x2
此题看起来比较简单,绝大部分学生也都能算出正确答案,但从解题过程的严密性而言,我觉得是不大满意的.在讲一元二次不等式的解法时,我们通常是把三个二次放在一起,目的是让学生明确二次函数、一元二次方程、一元二次不等式三者的关系,也就是在处理一元二次不等式的问题时,脑中能形成这样三角网络,把不等式的问题转化为方程问题.所以,我们强调在解题时要有这么一句话:因为不等式x2-ax-b<0的解集为x2
数学学科本身具有精确性、严密性及完美性三大特点,而思维的严谨性是极其重要的一方面.反映在数学解题过程中,就是要做到思考问题全面、周密而不遗漏任何可能的情况,在推理论证时做到理由充分,条理清楚.
例2已知函数f(x)=-2x2+4x-1,若0 此题是研究二次函数在不定区间上的值域问题,通过审题,我们不难发现,结合二次函数图像,由于区间的不定,我们无法确定最大和最小值的位置,无法确定就带来了分类讨论.分类讨论是数学严密性的一种明显表现,很多学生缺乏严密的逻辑推理,会丢三落四,但要想得高分,就要面面俱到.不过,知道分类讨论只是完成了解题的第一步,后面还有一块重要而艰巨的任务:解题.因为当0 有时候,数学解题不是纯粹为了解这道题而解题,我们要从一道题的思考、解答中去发现这一类问题的解决通法.我也经常和学生讲:要少算就要多想.这两年高考也是呈现了这样的特点,计算的量少了,要求学生思考的东西多了.审题,一方面是多思考题目条件可以带来哪些结论,另一方面我们还要多关注题目条件中所隐含的一些信息,抓住这些信息,我们往往会有一种“柳暗花明又一村”的感觉. 例3几名大学毕业生合作开设3D打印店,生产并销售某种3D产品.已知该店每月生产的产品当月都能销售完,每件产品的生产成本为34元,该店的月总成本由两部分组成:第一部分是月销售产品的生产成本,第二部分是其他固定支出20000元.假设该产品的月销售量t(x)(件)与销售价格x(元/件)(x∈N*)之间满足如下关系:①当34≤x≤60时,t(x)=-a(x+5)2+10050;②当60≤x≤70时,t(x)=-100x+7600.设该店月利润为M(元),月利润=月销售总额-月总成本. (1)求M关于销售价格x的函数关系式; (2)求该打印店月利润M的最大值及此时产品的销售价格. 看起来是一道比较简单的利润应用题,学生们都能建模,但因为第一问式子的求解直接影响第二问的求解,很多同学第一问都没能做出来,所以此题的平均得分很低.问题在哪儿?条件中有一个字母a,按以前做题的常理,我们通常要把a求出来的,但我们也发现好像无从求a,于是就会带着a一直往下做,明知道有问题,但也无力改变.那么问题究竟在哪儿呢?如果仔细观察,我们会发现34≤x≤60和60≤x≤70这两个式子,这和我们平常写的有什么区别吗?就是60的位置,两段上都带了等号.这说明什么问题?于是隐含条件又被挖出:第一段的t(60)和第二段的t(60)应该相等,这样a就算出来了,所有问题也就迎刃而解. 基本的审题没有问题时,我们是否关注了隐含条件?如例3,有同学在平常的书写分段函数时就不注意分断点的等号问题,所以遇到这个问题时自然就不会注意;有同学尽管知道,但仅仅流于表面形式,并没有真正理解,所以也不会太在意.只有真正理解了式子的概念意义,如本题,其实是对函数概念的认识.所以,对于严密性而言,它是数学的显著特征,在数学概念的学习时特别重要,概念题往往是考那些学生容易忽视的词语,恰好那是关键,要知道数学概念的严密性是很强的,多一个字和少一个字都会对概念描述不准.比如椭圆的定义:平面内与两个定点F1,F2的距离之和等于常数(大于F1,F2之间的距离)的点的轨迹叫椭圆.如果去掉平面内这个限制,将得到几何体,对常数也必须限制它大于F1,F2本身的距离,否则也不是椭圆,把和改为差又会得到双曲线的一支.
例4已知函数f(x)=alnx,若对任意的x∈1,e,都有f(x)≥-x2+(a+2)x恒成立,求实数a的取值范围.
这是我们在高三复习时经常遇到的一类题:不等式恒成立问题,基本方法就是构造函数求最值,分类变量求最值或者是数形结合.采用直接构造函数,即令g(x)=x2-(a+2)x+alnx,再求g(x)在1,e上的最小值.通过求导,由g′(x)=0x=1或x=a2,发现需要对a2分三种情况讨论.采用分离变量法,我们可以先得到a(x-lnx)≤x2-2x,但在两边除x-lnx时要说明x-lnx>0,在得到a≤x2-2xx-lnx后,我们令h(x)=x2-2xx-lnx,求导h′(x)=(2x-2)(x-lnx)-(x2-2x)1-1x(x-lnx)2,此时我们发现求导后的式子也不简单,虽然可以通过提取公因式或者直接研究分子(二次求导)去研究正负,但过程确实很繁琐.所以此题看起来很常规,但综合能力要求却比较高,不管采用哪种方法,都需要学生有很强的毅力坚持计算下去.不过我们再去发现一下,恒成立问题通常是“对任意的x,……恒成立”,结合我们在解决如“已知f(x)=2x+a2x+1为奇函数,求常数a”的题目时的做法,我们不难发现带特殊值是一个好办法.所以,当我们把1带入后就有了a≤-1的结论,从而在第一种做法的基础上,我们整个过程就简化了,三种情况讨论就只剩下了一种,大有“四两拨千斤”的快感.
诸如此类题不少见,如在向量中我们有这么一道:两个半径分别为r1,r2的圆M、N,其公共弦AB长为3,如图所示,则AM·AB+AN·AB=.
此题主要运用AB⊥MN的性质实现向量的运算:
可以直接用向量数量积的定义式进行化简,也可以把AM,AN进行转化求解,当然在有垂直条件下,建立直角坐标系用坐标求解也是可行的.不过,我们再去细细体会一下题目信息:半径是r1,r2(带字母),而结果应该是定值,那么换句话说这个结果应该和半径没关系,既然没关系,那我们就可以给定r1,r2的值,那样运算起来就没那么麻烦了(当然,要适当注意合理性,毕竟公共弦长是3).
审题能力是综合获取信息、处理信息的一种能力,它需要以一定的知识储备、认知水平为依托,更需要有良好的读题习惯、有效的思考方法为保证.在高中阶段,对学生进行严密的逻辑思维训练是必不可少的,因为它不仅是创造性数学思维中不可缺少的工具,也是学生今后走入社会从事研究或工作必须具备的良好品质.