朱卫娟
(江苏省启东市吕四中学,江苏启东 226241)
多元转化:解决数学绝对值问题
朱卫娟
(江苏省启东市吕四中学,江苏启东 226241)
高中数学知识广泛,学生普遍对绝对值问题的相关知识掌握不牢靠,不能灵活运用所学知识解决具体问题,解题时仍然充满困惑。如果学生善于多元转化,根据不同试题的特点,选用合适的解题思路和方法,定能化难为易、化繁为简,轻松攻克绝对值问题的难关。
高中数学;多远转化;绝对值
绝对值问题是高中数学的一个重要知识点,它出现在高中数学的各个章节。绝对值问题本身并不是很难,但是有时候却常常出一些较难的问题,其考验的主要是学生对概念的熟知程度以及对某些性质的掌握情况。了解并掌握了解决数学绝对值问题的方法与技巧,对同学们以后的解题帮助很大。为了解决这个问题,笔者主要通过以下四个方面来多元转化,帮助同学们解答数学绝对值问题:分类讨论,各自考虑;零点分段,多个数值;两边平方,非负方程;几何意义,明显应用。
由于绝对值中的数的正负难以确定,因此分类讨论思想在解决绝对值问题时经常用到。分类讨论是把绝对值进行化简,取绝对值中的数分别为负数和非负数,然后再各自讨论,进行比较分析,得出较为全面的结论。因此,教师在教学的过程中,要不断给学生渗透此种思想,并举出例题让同学们对此方法能够灵活运用。
例如,我在教学人教版高中数学必修1第一章的“集合与函数概念”的时候,就运用分类讨论的思想来解题。在学完本章内容之后,为了加深同学们对知识的理解,我出了一道题来让同学们解答:设集合A={x| |x-a|<1,x∈R},B={x| |x-b|>3,x∈R},并且A包含于B,那么实数a,b满足__。A.|a+b|≤4B.|a+b|≥4C.|ab|≤4D.|a-b|≥4 这个题包含绝对值,所以要用分类讨论对其进行解答。首先对A化简,就可以得到:a-1<x<a+1,其次,对B进行化简得到:x<b-3或者x>b+3。又因为题目中的条件为A包含于B,那么,就可以得到b-3≥a+1①或者b+3≤a-1②。化简①为a-b≤-4,化简②为a-b≥4,最后综合一下就得到|ab|≥4,选择D选项。在解决集合问题时,运用分类讨论的思想,把分类后的式子各自考虑,让解题过程有一定的顺序,不会漏掉任何一种情况,使答案更加全面,提高解题正确性。
在解数学绝对值的问题中,由于字母的取值不同会影响最终结果。通过运用分类讨论的思想,把一个大问题按照不用情况划分成几个小问题,再慢慢地逐一击破,最后做出归纳总结,使整个解题过程更加完善,同时,让最终结果的准确性更高。
在解决绝对值问题的过程中,有些题目中绝对值的式子并不是一个,而是有多个,并且绝对值中含有参数,要求化简的结果根据参数的变化而不断变化。此时,需要用零点分段的方法把参数的情况进行分段,然后,把每一类化简的结果综合,就得出最终结论。因此,教师在面对有多个绝对值式子的题目时,要引导同学们用零点分段的方法来解题[1]。
例如,我在教学人教版高中数学必修5的“不等关系与不等式”时,举了一道例题让同学们对零点分段的方法加以运用。这道题的题目是:化简|x-2|+|x+1|这个式子。在化简这个式子时,我们可以采用当x≥0时,|x|=x;当x<0时,|x|=-x的思想。这个式子中一共有两个绝对值,可以运用零点分段的方法来求解。化简|x-2|+|x+1|这个式子时,可以分别令x-2=0和x+1=0,分别解得x=2,x=-1。找到零点之后,就要进行分段,可以分成x≤-1、-1<x≤2、x>2这三种情况。接下来就要对每种情况进行分类讨论:①当x≤-1时,原式=-(x-2)-(x+1)=-2x+1;②当-1<x≤2时,原式=-(x-2)+(x+1)=3;③当x>2时,原式=(x-2)+(x+1)=2x-1。零点分段法是有一定步骤的,通过一步一步地分析讨论,就可以得出最终结果。零点分段法通过先找到零点,再在零点的基础上进行分段,之后在每一个段里面进行化简,最后把每一段化简的结果进行综合。
通过零点分段法的讲解,让同学们在面对多个绝对值时做到心中有数,不慌不忙,可以运用此方法快速解出相关的绝对值问题。为了让同学们在面对问题时做到灵活应变,还需要老师的耐心讲解和同学们对此类型题目多加练习,从而提高做题效率。
解含有绝对值的方程的方式很多,但是面对有特殊情况的方程时,我们就可以具体情况具体分析,采用适合于题型的方法来解。如果一个方程的一边为绝对值,另一边为非负数,那么,我们就可以采用两边平方的方式来解方程。这样,会减少解方程时的步骤,既节约时间,准确率又高[2]。
例如,我在教学人教版高中数学必修2第三章的“直线与方程”时,教给同学们解方程的各种方法,其中一种方法就是两边平方法。为了检验同学们对此方法的掌握情况,我在课后给同学们出了一道解方程的题目,让同学们来练习。题目是若|x|=8,则x为多少。这是一道特别简单的题目,只要运用我讲的内容,解这道题是毫无压力的。很快,同学们先把左右两边平方,就得到x2=82,那么化简之后就得出x=±8,很快就得出答案。接下来,我增加了难度,题目变为|2x+1|=8,解x。这个题在绝对值里的未知数前面加了系数,而且后面还加了一个常数1,同学们遵循之前的方法,把等式左右两边平方,就可以得到(2x+1)2=82,把2x+1看成一个整体,就可以得到2x+1=±8。当2x+1=8时,x=3.5;当2x+1=-8时,x=-4.5。所以x可以取两个值,分别为3.5和-4.5。
在解绝对值问题的过程中,还可以运用绝对值的几何意义进行解题。x的绝对值的几何意义是指在数轴上表示x的点到原点的距离,我们可以运用这个性质来解题。此性质比较简单,只有发现题目中的绝对值具有明显的几何意义时,运用此性质解题时才比较方便。因此,发现题目中的条件与此性质有关系时,可大胆采用此性质来解题。
例如,我在教学人教版高中数学的必修5的“不等式”时,为了锻炼同学们对绝对值的几何意义的运用,我在讲完性质之后做了一个小测试。测试的题目为:在数轴上,点A所表示的点是1,那么,到点A的距离等于4个单位长度的点所表示的数是__。在听完题目之后,有的同学直接在草稿纸上画了一个数轴,并且标出表示点A的点,再往右边数了4个单位之后得到5的结论,就直接说出了5。很显然,他在考虑问题时缺乏全面性。在听到有的同学说出5或者-3的答案时,他才恍然大悟,原来自己少考虑了一种情况。最后,我公布答案为5或者-3,并让刚才出错的那位同学来说明理由,让他对此几何意义的印象更加深刻。他采用数形结合的方法,在黑板上先画出数轴,再标上点A,向右数了4个单位为5,再向左数了4个单位为-3,他还向同学们说明了解答此问题时的注意事项,让其他同学也引以为戒,不要再犯此类错误。
在解题过程中,有的问题的解决并不需要很多的技巧,只是对性质的考查。主要考查的是对知识的灵活运用,那么,就需要学生认真观察,仔细思考,把答案考虑得更加全面,提高答案的准确性。
教师要根据实际情况,针对特定类题型探索出更多的解题方法,让学生掌握并学会综合运用,提高学生对数学的学习兴趣,做到对数学知识灵活运用,真正提高学生的数学学习效率。
[1]张嘉桐,吴华.高中数学绝对值不等式的五类解法[J].考试周刊,2016,(13):56-57.
[2]李梓怡.高中数学绝对值不等式的试题类型探讨[J].新课程(下),2017,(02):88.
朱卫娟(1975),女,江苏南通人,大学本科学历,中学一级教师,研究方向是高中数学教学。