借助特殊值 打开数学解题“突破口”

2021-10-02 12:43林丽娟
高考·上 2021年8期
关键词:突破口解题高中数学

林丽娟

摘 要:高中数学习题题型灵活多变,解题思路多种多样。部分习题采用常规做法较为繁琐,而且容易出错。为更好地提高数学解题效率,应具体问题具体分析,尤其应注重特殊值的应用,更好地揭示的数学规律、参数关系,迅速地找到解题突破口。教学中为提高学生运用特殊值解题的技巧,应注重为学生做好相关例题的讲解。

关键词:高中数学;特殊值;解题;突破口

特殊值法指通过设题中某个未知量为特殊值,从而通过简单的运算,得出最终答案的一种方法。特殊值法在高中数学解题中有着广泛的应用。为提高学生运用特殊值解题的意识与能力,教学中既要做好相关理论讲解,又要为学生展示特殊值在解题中的具体应用,不断提高学生运用特殊值解题的水平与能力。

一、借助特殊值,突破不等式习题

不等式是高中数学的重要知识点之一,是高考的必考点。高考中既可以小题的形式单独考查不等式知识,也可以与解答题结合起来考查学生综合分析问题的能力。当其以选择题或填空题的形式出现在考题中时,解题的方法较为灵活。其中运用特殊值,巧妙的代入到相关参数中,能直观地看到一些表达式的大小关系。为使学生借助特殊值,高效的解答相关习题,教学中应注重讲解相关例题,给学生带来解题的启发,指引学生在以后的解题中能具体问题具体分析,尤其突破思维定式,注重特殊值的应用。如下题:

若a>b>0且ab=1,则以下不等式成立的是( )

A.a+<

B.

C.a+

D.log2(a+b)

该题目考查了不等式的相关知识,给出的题干条件较少,如采用常规方法,需要进行大量的分析,效率较低,而采用特殊值法可很快的得出正确答案。

因ab的具体值未知,因此可取满足题设条件的特殊值,令a=2,b=,则a+=4,=,log2(a+b)=log2,而1

二、借助特殊值,突破三角函数习题

高中数学中的三角函数部分涵盖很多的知识点以及计算公式。部分习题常将三角函数知识与其他知识点结合起来,解题难度进一步提升。解答三角函数习题常用的知识有三角函数性质、各类三角函数公式。事实上部分习题如采用常规思路,虽然能够解答出来,但过程复杂,计算繁琐,花费时间长,因此在解题中应具备灵活的思维,通过认真审题,充分把握给出的已知条件,通过特殊值的应用,更好地揭示相关规律,达到简化计算,高效解题的目的。如下题:

若α∈[0,π],β∈[-,],λ∈R,且(α-)3-cosα-2λ=0,4β3+sinβcosβ+λ=0,则cos(+β)=( )

A.0 B. C. D.

该习题中涉及三个参数以及三次方,难度较大,采用常规做法难以入手。解题时可运用特殊值减少参数个数,运用所学函数知识加以巧妙的突破。

∵λ∈R,取λ=0,则题干中的等式变为(α-)3-cosα=0,4β3+sinβcosβ=0,观察两个等式,结合三角函数知识,继续运用特殊值,即,α取,β取0,则cos(+β)=cos=,选择D项。

三、借助特殊值,突破数列习题

数列是高中数学中较为抽象的知识点,对学生的理解能力要求较高,尤其部分习题解题的灵活性较强。为更好地提高学生解答数列习题的能力,帮助其树立解答数列习题的自信,既要注重数列基本概念、基本性质以及常规解题思路的讲解,使其掌握通法通解,又要注重提醒学生特殊值的应用,尤其为使学生掌握特殊值在解题中的应用思路,应做好数列习题题型的汇总以及经典例题的讲解,使其认识到遇到等差数列时可考虑各项均为某一值的常数列。如下题:

已知{an}为等差数列,前n项和为Sn,已知am-1+am+1-am2=0,S2m-1=38,则m的值为( )

A.38 B.20 C.10 D.9

该题目若运用等差数列的相关性质进行计算,较为繁琐,花费时间较长。为提高解题效率和使用特殊值法进行解答。

因常数列属于等差数列,因此可将数列{an}看成是各项为x的常数列,∵am-1+am+1-am2=0,则x+x-x2=0,解得x=2或x=0,但當x=0时,Sn=0,与S2m-1=38矛盾,因此,x=2。显然当n=19时,Sn=38,即,2m-1=19,m=10,选择C项。

四、借助特殊值,突破函数习题

函数在高中数学中占有重要地位,是高中数学的重点、难点知识。高中数学函数习题复杂多变,习题的命题角度以及考查的知识点也不尽相同。部分习题有多种解法,不同解法的难易程度、花费的时间不同。在考试中应选择能够节省时间、解题正确率又高的方法,这就需要应用一定的解题技巧。其中借助特殊值往往能够达到事半功倍的解题效果。为使学生更好地突破函数类的习题,既要注重讲解相关例题,又要鼓励学生学会学习,做好听课的总结与反思,把握特殊值在解答不同函数习题中的细节以及注意事项,既要学会审题,充分挖掘隐含条件,又要避免掉进出题人设计的陷阱中。如下题:

已知函数f(x)=|ex+|(a∈R,e是自然对数的底数)在区间[0,1]上单调递增,则a的取值范围为()

A.[0,1]        B.[-1,0]

C.[-1,1]        D.(-∞,-e2]∪[e2,+∞)

该题目若采用常规方法难度较大,解答该题从给出的选项入手,采用特殊值法能够少走弯路,提高解题效率。

给出的四个选项中只有D项不包含0,则取a=0,则f(x)=|ex|,由指数函数的性质可知其在[0,1]上单调递增,首先排除D项。观察A、B、C三个选项,A项含有1,B项含有-1,C项含有1和-1,因此,可分别取a=1,a=-1进行分析。当a=1时,f(x)=ex+,则f'(x)=ex-,在区间[0,1]上f'(x)>0,f(x)单调递增,满足题意;当a=-1时,

f(x)=ex-,则f'(x)=ex+。在区间[0,1]上f'(x)>0,f(x)单调递增,满足题意。综上a=1和a=-1均满足题意,因此,选择C项。

五、借助特殊值,突破圆锥曲线习题

高中数学圆锥曲线类型的习题往往会涉及复杂的运算,导致一些学生望而生畏。部分学生在测试中遇到圆锥曲线类型的习题往往“绕着走”。教学中为增强学生的解题自信,既要做好说服教育工作,使学生不能胆怯,树立必胜的信心,又要注重讲解相关的解题技巧,尤其应注重特殊值的讲解,通过给相关参数赋予特殊值化难为易,化特殊为一般,更好地揭示出相关参数之间的规律,达到高效解题的目的。为使学生在解题中学会特殊值的应用,应做好相关例题的剖析。如下题:

已知双曲线M和双曲线N的中心都为坐标原点,对称轴均为坐标轴,两者的离心率分别为e1,e2,若双曲线M的实轴长是双曲线N是实轴长的两倍,两者的虚轴长相等,则点(e1,e2)必在( )

A.双曲线4x2-y2=3上B.双曲线y2-4x2=3上C.椭圆4x2+y2=3上D.椭圆x2-4y2=3上

双曲线类型的习题与计算繁琐而著称。该题如采用常规方法分别设出两个双曲线,研究两个双曲线离心率之间的关系,计算量较大,在考试中不可取。根据题意不妨采用特殊值法进行解答。

根据题意令双曲线M的方程为:-y2=1,离心率e1=,双曲线N的方程为:x2-y2=1,离心率e2=,将点(,),分别带入给出的四个选项之中,发现只有A项满足,因此,选择A项。

结束语

高中数学解题方法多种多样,其中特殊值体现的是由特殊到一般的思想,用于解题中可提高解题效率以及解题正确率,因此,教学中应做好不同数学题型的汇总,并结合不同题型为学生讲解特殊值的应用,拓展学生的解题视野。同时,围绕某一题型,通过优选相关的习题,组织学生开展针对性的训练活动,鼓励其做好训练的总结、反思,及时查漏补缺,使其掌握特殊值在不同习题中的应用技巧,在以后遇到相关的习题能够首先想到运用特殊值加以突破。

参考文献

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