注重解后反思,提高解题能力

2016-04-20 06:23孟方明
高中生·天天向上 2016年1期
关键词:动点题意变式

孟方明

一、反思解题为何失败

当解题失败时,同学们可以通过反思思维是从何开始,思维过程中遇到哪些障碍,来探索失败的原因,从中总结解题经验,吸取失败的教训,提高解题能力.

例1 已知实数x,y满足1≤x+y≤3, ①-1≤x-y≤1, ②

求4x+2y的取值范围.

错解 ①+②,得0≤2x≤4,即0≤4x≤8. ③

②×(-1),得-1≤y-x≤1. ④

①+④,得0≤2y≤4. ⑤

③+⑤,得0≤4x+2y≤12.

许多同学认为,这种解法利用了不等式的性质,应该无懈可击,怎么会错呢?

反思 由该解法得到的范围的两个端点能取到吗?同学们发现,当x取最大值2时,代入①式,得-1≤y≤1,与⑤矛盾,从而0≤4x+2y≤12中的12取不到,即所求得的范围被放大了.

该解法利用了什么知识?能保证问题的等价性吗?同学们可以发现,该解法利用了不等式的可加性,而利用可加性容易使解集扩大.

正解 设x+y=m,x-y=n,得1≤m≤3,-1≤n≤1,则x=,y=.于是可得4x+2y=3m+n,从而有2≤4x+2y≤10.

点评 以问题的错解为契机,反思错误解法的成因,寻找错误根源,辨别真伪,质疑思辨,并以此探索问题的正解,使思维的批判性得到有效的训练.

二、反思解法是否最优

在时间允许的情况下,同学们不妨在解完一道题后再想一想,此题还有其他解法吗?这种解法是否最优?这样有利于同学们将所学知识融会贯通,使同学们的思维空间更为广阔.

例2 已知函数f(x)=1-,x∈(0,1),若不等式f(x)>m·2x-2恒成立,求正数m的取值范围.

拙解 由题意可知,1->m·2x-2恒成立,整理得m·(2x)2+(m-3)2x-1<0.令t=2x,则t∈(1,2)且mt2+(m-3)t-1<0.

设F(t)= mt2+(m-3)t-1,配方得F(t)=m(t-)2-1-.

①当≤,即m≥时,点(2,F(2))离对称轴更远,则F(t)

②当>,即0

综上可得,m的取值范围是0

反思 上述解法需要分类讨论,过程显得非常繁琐.为避免分类讨论,我们反思是否可以从其他角度入手来优化解法呢?

优解1 由题意可知,1->m·2x-2恒成立,整理得m·(2x)2+(m-3)2x-1<0.令t=2x,则t∈(1,2)且mt2+(m-3)t-1<0.

设F(t)= mt2+(m-3)t-1,配方得F(t)=m(t-)2-1-.由m>0,可知抛物线的开口向上,所以F(t)<0对应抛物线在x轴下方的图像,如右图所示,它是一条连续不断的曲线.于是可知F(1)≤0,F(2)≤0,解得m的取值范围是0

优解2 由题意可知,1->m·2x-2恒成立,整理得m·(2x)2+(m-3)2x-1<0.令t=2x,则t∈(1,2)且mt2+(m-3)t-1<0.于是有m<.

==+.由于,均在(1,2)上递减,所以+在(1,2)上递减,<+< 2.

所以,m的取值范围是0

点评 我们在解题后的多角度思考,不但使相关的知识得到梳理和巩固,而且可以开拓思路,加强知识之间的纵横联系,及时总结各类解题方法,从而养成“从优,从快”的解题习惯.

三、反思问题能否变换

如果总是就题论题,一题多解,那么思维层面还是局限于一道题.要让思维完全放开,彻底激活,还需要进一步反思,如果改变设问方式,会出现什么样的新问题?如果改变题目的条件,会导出什么样的新结论?如果保留题目的条件,结论能否进一步加强?条件作类似的变换,结论能扩大到一般情况吗?这样富有创造性的全方位思考,常常是发现新问题、认知新知识的突破口.

例3 已知点P在椭圆x2+2y2=1上运动,求点A(0,)到动点P的距离AP的最大值.

反思 在本题中,椭圆方程和点A都是确定不变的.我们可以考虑对题目进行一些改编,将这一静止的问题改编成动态的问题,抑或大胆联想,积极类比,请出椭圆的“兄弟姐妹”.

1.横向拓展

变式1 已知点P在椭圆x2+2y2=1上运动,定点为A(0,a)(a>0),求AP的最大值.

变式2 动点Q在圆x2+y2-y=0上运动,动点P在椭圆x2+2y2=1上运动,求PQ的最大值.

变式3 已知点P在椭圆x2+2y2= t2上运动,若点A(0,)到点P距离的最大值为,求椭圆方程及此时点P的坐标.

2.纵向类比

变式4 已知点P在双曲线2x2-y2=1上运动,求点A(0,)到动点P的距离AP的最小值.

变式5 已知点P在抛物线y2=2x上运动,求点A(0,)到动点P的距离AP的最小值.

点评 如果说一题多解实现了“点到线”的变化,一题多变实现了“线到面”的变化,那么多题归一则进一步实现了“面到体”的变化.这些变化不仅充分发挥了问题的潜能,更使同学们的能力得到提升.

(责任编校 冯琪)

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