检验
——解题中不可忽视的环节

2022-06-02 09:18江苏省苏州实验中学215100张文海
中学数学研究(江西) 2022年6期
关键词:极值导数方程

江苏省苏州实验中学 (215100) 张文海

匈牙利著名数学家G·波利亚有一句名言:“掌握数学就是意味着善于解题.”在平时的数学学习中,学生教师每日都离不开解题,但如何正确地解答数学问题成为当下师生关心的共同话题.每次考完试,总会听到学生感叹,这个题目我就差一步——检验就正确了,常常为此懊悔不已.G·波利亚在《怎样解题》一书中对解题的过程归纳为四步:弄清题意、拟定计划、实现计划和回顾,其中在“实现计划”和“回顾”这两步中都强调要“检验每一步骤”,并指出:“如果学生在实行其计划的过程中检查就可以避免许多错误.如果学生不去重新检查或重新考虑已完成的解答,则有可能跌倒在成功的大门口”.因此,数学教学中,通过检验环节,使学生深刻反思解题的思维过程,鉴别是非,纠正错误,缜密思考,预防错误,对培养学生良好的思维品质,提高学生对错误的“免疫力”和解题的正确率具有十分重要的现实意义.笔者梳理了高中知识版块中需要检验而易于忽略检验的常见问题,供大家参考.

一、集合

集合是学生进入高中后接触到的第一个章节,高中数学与初中数学相比,更加抽象化、符号化,知识的综合性进一步加强,需要学生具备独立思考问题、分析问题的能力,对数学问题的思考要考虑完备性.

例1 已知集合A={a+2,2a2+a},3∈A,求实数a的值.

原因分析:集合元素具有确定性、无序性和互异性的性质,在解决集合问题时,要注意验证是否满足元素的互异性.当出现多解时,要检验是否都能符合要求.

二、方程

增根这个概念首先出现在解方程的问题中,高中遇到的方程有三角方程、根式方程、对数方程等,在解决问题时,要注意方程中所含变量隐含的限制条件.

例2 已知sinα,cosα是方程8x2+6mx+2m+1=0的两个实根,求实数m的值.

原因分析:一元二次方程有实根的前提条件是判别式△≥0.学生进入高中后,数系从实数向复数进行了扩充,而两个虚数的和与积也可以是一个实数,从而求出参数的值后要回代方程,检验是否满足判别式△≥0.

三、解三角形

解三角形是三角中的一个典型问题,主要利用正弦定理、余弦定理结合诱导公式、和差角的三角公式,研究三角形中的两个要素“边”“角”之间的关系.

例3 若△ABC的内角A,B,C的对边分别为a,b,c,设(sinB-sinC)2=sin2A-sinBsinC.

四、三角函数的性质

三角函数是函数大类中的一个典型函数,它和很多生活实际问题都有关联,命题时很受到大家的青睐.三角函数的单调性、周期性、对称性是三大重要性质,在高考中经常出现它们的身影.

五、导数

导数引入高中课程以后,利用导数可以快捷方便地研究函数的单调性、极值、最值等问题.导数作为研究函数性质极其重要而有力的工具,为我们解决许多函数问题提供了一种更简单易行的方法和途径,极大地丰富了数学思想方法.

例5 已知函数f(x)=x3+ax2+bx+a2在x=1处有极值10,求a+b的值.

原因分析:函数在x=x0取得极值与f′(x0)=0并不等价.如函数f(x)=|x|在x=0取得极小值,但f′(0)不存在;函数f(x)=x3满足f′(0)=0,但在x=0处取不到极值.可导函数f(x)在x=x0取得极值满足f′(x0)=0;反之f′(x0)=0,需要确定导数f′(x)在x=x0两侧的符号才能确定是否取到极值.

六、解析几何

解析几何是高中数学的重点和热点内容之一,字母运算的繁杂、平几性质的应用和解题路径的选择对学生提出了较高的能力要求.在解决这一类问题时要通观全局,局部入手,整体思维.即从宏观上去把握,从微观上去突破,在解题思路的整体设计和解题细节上下功夫,才能突破解题中的道道难关.

七、数列

数列是定义在正整数集上的一类特殊的函数.自变量n的取值从1到+∞,给人的感觉是“无穷无尽”,容易造成难解题的错觉.在处理数列问题时,要有将一般问题特殊化的思维,便能快速找到解题的通道.

例8 已知数列{an}满足(n-1)an+1=nan-a1,n∈N*.

(1)证明:数列{an}为等差数列;

八、向量

向量是近代数学中重要的基本概念之一.由于它具有几何形式与代数形式的“双重特征”,使数学中的“数”与“形”完美的结合在一起,更进一步发展和完善了中学数学知识结构体系,拓宽了研究和解决问题的思维通道.

数学解题之所以会产生增根,主要因为在化简变形过程中,使用的是必要条件而非充分条件,导致转化不等价,这就需要我们有严谨的思维,理性地去认识问题的本质.引导学生在解答完数学问题后,回顾一下解题过程,反思其中的一些关键环节,对答案进行有效地检验,养成检验的习惯,它不仅能提高解题的正确性,而且还有助于学生思维的锻炼和解题能力的提升.

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