掀起你的盖头来

2016-05-14 11:34宗新中
数学学习与研究 2016年5期
关键词:锐角三角值域本题

宗新中

中学数学教学的首要任务就是加强解题的训练,快速准确的解对题目是所有老师学生追求的目标。解题的速度与准确度取决于题目的难易程度,而题目的难易程度往往取决于条件的给出方式,条件给得显性,则相对容易,条件给得隐性,则简单题也可能变成难题。所谓隐性条件,是指题目中没有直接表述,但是根据明文表述可以推断出来的,或者没有直接表述,但是该条件是客观存在的常规或常理。隐性条件容易被解题者忽视,但往往又是解题的关键,暗示解题的思路和方法,决定解题的成败。解题,从某种程度上来说,就是挖掘各种层次的隐含条件,从题目中透露出来的蛛丝马迹,寻根溯源,使其真相大白,顺利得解。兵法云:知己知彼方能百战百胜。那么,那些“狡猾的敌人”通常隐藏在哪里呢?

一、条件隐藏在图形特征中

代数和几何是高中数学的重要内容,几乎每个知识点都涉及数形结合的题目,图文并茂的数学题目生动活泼,使题目显得形象直观,而图形所具有的特征,往往就是解题的关键。图形是辅助解题工具,数由形起,形由数生,抓住形的特征,解决数的问题,体会数形结合的数学思想,可以培养学生观察分析问题的能力。

例1 如图,已知O为△ABC外接圆的圆心,AB=AC,若AO=3mAB-nAC,且9m-3n=4,则cosA=。

思路分析:根据图形的对称性,得到3m=-n是解本题的关键。

解 由图形对称性可知 3m=-n,又∵9m-3n=4,解得m=29,n=-23。

∴AO=23(AB+AC),两边与2AB作数量积得:2AO·AB=43(AB2+AB·AC),

设AB=AC=x,由图可知,2AO·AB=AD·AB=(AB+BD)·AB=AB2。

∴AB2=43(AB2+AB·BC)。即x2=43(x2+x2cosA),于是得cosA=-14。

二、条件隐藏在不变关系中

数学中的很多问题都是研究变量的问题,不少题目中,变量关系极其复杂,给人一种无从下手的感觉,而以常规的方式处理,可能运算量极大,若我们能从这些错综复杂的关系中找到其不变的关系,以“不变”应“万变”,往往是解题的突破口。

例2 (2012江苏)已知函数f(x)=x2+ax+b(a,b∈R)的值域为[0,+∞),若关于x的不等式f(x)

析 本题主要考察一元二次不等式的应用,以及根与系数的关系。本题突破口就是条件中的不变关系,不管m如何变化,解集的长度始终为6。可利用x1-x2=(x1+x2)2-4x1x2顺利求解。

解 由f(x)=x2+ax+b(a,b∈R)的值域为[0,+∞),得:Δ=a2-4b=0。

不等式f(x)

(m+6)-m=a2-4(b-c)=4c,∴c=9。

三、条件隐藏在特殊字眼中

数学题目的描述语言一般比较通俗直白,极少渲陈铺垫,但有时题干中也有一些数学中常见的特殊字眼,如“唯一,至多,至少,有且仅有,任意,存在……”等。看似平常,却往往是解题的突破口,于“特殊”处生疑,是常用的解题思路。平时应多注意利用这些特殊“字眼”去挖掘隐含条件,不但能培养学生的读题审题析题能力,而且能提高学生的数学嗅觉。

例3 已知两个等比数列{an},{bn}满足a1=a(a>0),b1=a1+1,b2=a2+2,b3=a3+3,且数列{an}是唯一的,则a=。

析 本题条件中的“唯一”两字显得突兀,数列为什么会唯一?“唯一”怎么去用?这很有可能是解决问题的关键。经过分析之后可知,数列的唯一转化为了方程有唯一的非零解。

解 设等比数列{an}的公比为q,则数列{an}的前三项分别为a,aq,aq2,

则数列{bn}的前三项分别为a+1,aq+2,aq2+3。

∵{bn}是等比数列,

∴ (aq+2)2=(a+1)(aq2+3)。

整理,得:aq2-4aq+3a-1=0(a>0)。

∵a>0,故Δ=4a2+4a>0,即关于实数q的一元二次方程一定有两个不相等的实数根。

又因等比数列公比q≠0是唯一的,故一元二次方程aq2-4aq+3a-1=0必有一根是0

即a=13满足条件,此时,数列{an},{bn}前三项都符合题意。

四、条件隐藏在数学定义中

数学定义都是经过千锤百炼的经典,每个条件每个字都值得去推敲。概念定义的学习理解应该是学习的重中之重,有些题目就在这上面做文章,故意混淆定义,或者偷换概念,使得题目看上去平淡无奇却暗藏“杀机”,解题时看似合理,却似是而非,最终功亏一篑。在平时的学习过程中应重视定义概念生成的学习,让学生去体会,只有真正理解清楚了,才不会被其“绕进去”。

例4 若数列{an}前项和为Sn,a1=1,an+1=3Sn(n≥1),则an=。

错解 由题意可知,an+1=3Sn(n≥1),∴n≥2时,an=3Sn-1,两式相减得:an+1an=4。

∴{an}是等比数列。故an=4n-1。

析 这个答案看似有理,其实却与等比数列的定义不符,主要是没有抓住隐含在等比数列定义中的一个条件“从第二项起”,而本题中an+1an=4(n≥2)却是从第三项开始的,容易忽视。故正确结果为an=1n=13·4n-2n≥2。

五、条件隐藏在题目结构中

有些题目看上去思路很清晰,但是用常规的方法做起来计算量比较大,费时费力。若能仔细观察题目中表达式的构成特征,从题目结构出发,合理的进行特殊化处理,往往能出奇制胜,省时省力。特殊化处理的方式在做填空题时的效果尤其明显,往往事半功倍。常见的特殊化处理方法有:特殊图形,特殊位置,特殊数值,特殊模型等。

例5 (2010 江苏)在锐角三角形中,角A,B,C的对边分别为a,b,c。若ba+ab=6cosC,则tanCtanA+tanCtanB的值是。

解析 本题考察正弦定理角化边的运算,计算量大,得分率低。但如果仔细观察题目的构成特征,将a,b轮换,发现表达式不变。故可从表达式的结构入手,特殊化处理。所以不妨令a=b,从而简化运算,快速得到答案。

解 令a=b,则cosC=13。∴tanC=22,于是tan(A+B)=tan2A=-tanC=-22。

∴tanA=2=tanB,∴原式=4。

六、条件隐藏在变量范围中

函数问题是高中数学最重要的问题之一,函数与方程的思想是重要的数学思想。但是在解决函数问题时,常容易忽视自变量的取值范围,从而导致解题的不准确,甚至差之毫厘谬以千里。这种情况在三角函数中尤为明显,常因为忽视了角的范围而导致取值范围错误。因此我们在研究任何一类函数问题时,一定要优先考虑定义域,算准范围,以免前功尽弃。

例6 在锐角三角形ABC中,BC=1,B=2A,则ACcosA的值等于,AC的取值范围为。

错解 由正弦定理得:ACsin2A=BCsinA,

∴ACcosA=2,AC=2cosA。

∵△ABC是锐角三角形,∴0

析 本题主要利用正弦定理将边转化为角进而去求范围。△ABC是锐角三角形,不仅仅限制角A,同样限制B,C,相互制约,容易忽视。所以还要满足0

七、条件隐藏在解题过程中

有些题目题意新颖,语言抽象,乍一看,似乎没有任何的“破绽”,让人感觉一筹莫展,无从下手。这时不能着急,要仔细的阅读题目,“摸着石头过河”,写一写,算一算,再看一看,说不定就在写的过程中发现“蛛丝马迹”,使得整道题目豁然开朗。解题不能轻易放弃,要敢于下笔,要重视过程,边做边思考,山重水复疑无路处,说不定就是柳暗花明时。

例7 定义函数f(x)=[x[x]],其中[x]表示不超过x的最大整数,如:[1。5]=1,[-1。3]=-2,当x∈[0,n)(n∈N)时,设函数f(x)的值域为A,记集合A中的元素个数构成一个数列{an},则数列{an}的通项公式为。

分析 本题理解起来比较困难,都是符号语言,很抽象。通过分析,既然是数列求通项公式,那就要抓住数列的特征,特征体现在哪里?数列中的项。作为一道填空题,在无法直接求出通项公式的时候,不妨先写出前几项看看,看看项有没有什么规律,在写的过程中发现:

当n=1时,定义域为x∈[0,1),函数f(x)的值域为{0},此时a1=1;当n=2时,定义域为x∈[0,2),函数f(x)的值域为{0,1},此时a2=2;当n=3时,定义域为x∈[0,3),函数f(x)的值域为{0,1,4,5},此时a3=4;当n=4时,定义域为x∈[0,4),函数f(x)的值域为{0,1,4,5,9,10,11},此时a4=7;……通过观察前四项,我们得到一个重要的条件: an-an-1=n-1,根据此递推公式再利用累加法可求得an=n(n-1)2+1。

当然,隐含条件的给出方式远不止这几种,可谓形形色色,防不胜防。但是万变不离其宗,只要我们在平时的教学过程中注重夯实学生的基础知识,注重优化学生的思维方式,注重培养学生的解题习惯,隐含条件就将无所遁形。同时,我们也应该看到隐含条件其实是把双刃剑,教学过程中我们要充分利用它,不但要利用它来解决问题,还要利用它来教育学生,让学生在发现它的过程中体会数学的严谨与精彩,从而激发学生学习数学的兴趣,提高其数学解题能力。

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