源于教材意料之外,高于教材情理之中

2023-03-18 10:09王珍
数学之友 2023年18期
关键词:拓展例题习题

王珍

摘 要:高中数学教材的一些例(习)题经常是高考命题结合高考真题实例,合理链接高考.关注例(习)题的拓展性,教材的整合性与交汇性,教材的再加工以及相关探究栏目等,合理挖掘教材,回归教材本质,源于教材内涵,高于教材层次,进而指导与引领平时的实际数学教学与数学学习.

关键词:教材;例题;习题;拓展

高考命题源于教材意料之外,高于教材情理之中.高中数学教材已经成为高考数学命题的一个“母题库”.作为一线教师,要将此理念充分落实到新课教学与高考复习备考中去,静下心来认真深入钻研教材,多层面领悟教材的意图与内涵,挖掘教材各方面的精华与本质,同时对教学资源进行必要的整合与拓展.

1 挖掘教材,关注例(习)题的拓展性

高中数学教材的一些例(习)题的答案往往可作为一些重要的结论,或推广、延伸获得更具一般性的规律.有目的性地积累高中数学教材中的一些小结论,可提高数学解题速度,甚至实现“秒杀”的奇效.

分析:根据椭圆的另一顶点的引入,结合椭圆的对称性来分析对应直线斜率的关系式,结合椭圆的第三定义进行应用,合理构建对应参数的比值问题,结合椭圆的离心率公式加以分析与求解.

【链接教材】(人民教育出版社《数学》(选择性必修第一册)复习参考题3第11题)已知△ABC的两个顶点A,B的坐标分别是(-5,0),(5,0),且AC,BC所在直线的斜率之积等于m(m≠0),求顶点C的轨迹.

其实,该习题是关于动点的轨迹方程问题,就是椭圆的第三定义.以上高考真题,是对椭圆的“第三定义”的再变形、再改造、再拓展.

借助椭圆第三定义法,是回归教材的本质,通过课后习题所阐述的一些相关结论或“二级结论”的掌握来快速、正确解决相应的填空题或选择题.

2 挖掘教材,关注教材的整合性、交汇性

对高中数学教材中一些典型例(习)题进行变换、整合、交汇、深化等,从而形成“合力”,加强不同知识之间的纵横联系与不同知识之间的交汇融合,体现高考在知识交汇点处命题的理念,有效培养数学思维的深刻性、广泛性,渗透数学核心素养.

分析:根据平面向量中的极化恒等式,合理转化对应的平面向量数量积,将平面向量的数量积由平面向量的线性运算的模导出.合理建立平面向量的数量积与线性运算之间的联系,是解决平面向量的数量积问题中一种有力工具.

【链接教材】(人民教育出版社《数学》(必修第二册)第六章《平面向量及其应用》中6.2平面向量的运算中第22页练习第3题)求证:(a+b)2-(a-b)2=4a·b.

这个证明的结论,变式可得:a·b=1/4[(a+b)2-(a-b)2].这就是著名的“极化恒等式”:平面向量的数量积表示为以这组平面向量为邻边的平行四边形的“和对角线”与“差对角线”的平方差的1/4.

抓住平面向量中的极化恒等式,搭建起平面向量与几何长度(数量)之间的桥梁,有效实现向量与几何、代数等不同知识点之间的整合与转化,也为问题的深入、拓展与提升提供理论支持.

3 挖掘教材,关注教材的再加工

对高考数学教材的一些原型题的挖掘、再加工,将教材内容通过“组合”“联姻”“嫁接”“演变”“交叉渗透”等方式推陈出新,合理创新与综合,在纵横交错、多方变换中考查学生的综合与创新能力.

例3 (2022年高考数学新高考Ⅰ卷·7)设a=0.1e0.1,b=1/9,c=-ln0.9,则().

A. a<b<c

B. c<b<a

C. c<a<b

D. a<c<b

分析:根据题设条件中函数关系式的结构特征,涉及指数式、分式与对数式,合理利用相关结论以及相应的不等式结论来合理转化,进而两两确定函数关系式之间的大小关系.

【链接教材】(人民教育出版社《数学》(选择性必修二册)第五章《一元函数的导数及其应用》中5.3导数在研究函数中的应用中第94页练习第2题)证明不等式:x-1≥lnx,x∈(0,+∞).

在教材中(习题5.3第99页第12题)的其他地方,也涉及到类似的不等式证明与应用:

利用函数的单调性,证明下列不等式,并通过函数图象直观验证:

(1) ex>x+1,x≠0;(2) lnx<x<ex,x>0.

在不等式的证明、大小关系的判断以及其他综合应用中,经常将一些相关的知识进行必要的再加工,实现多个知识点的交汇与综合.

4 挖掘教材,关注“探究”“拓广探索”“思考”及阅读材料

回归高考数学教材,除对一些数学典型题进行演算变换外,还需加强对高中数学教材的“探究”“拓广探索”“思考”及阅读材料等内容进行相应的研究,挖掘问题的内涵,拓展结论的本质.

例4(2022年高考数学全国甲卷·23(1))已知a,b,c均为正数,且a2+b2+4c2=3,证明:a+b+2c≤3.

分析:借助题设条件,结合已知中的三元二次幂的关系式,对比所证结论中的三元一次幂的关系式,分析两者之间的结构特征,与柯西不等式的应用条件相吻合,进而合理配凑相关的系数,结合柯西不等式的应用加以转化与证明.

【链接教材】(人民教育出版社《数学》(必修第二册)第六章《平面向量及其应用》中6.3平面向量基本定理及坐标表示中第37页习题6.3“拓广探索”第16题)用向量方法证明:对于任意的a,b,c,d∈R,恒有不等式(ac+bd)2≤(a2+b2)(c2+d2).

以上“拓广探索”中涉及的这个重要的不等式就是柯西不等式的二维形式.柯西不等式是高中数学不等式部分的一个重要不等式,高考的基本知识点之一,经常需要利用其进行不等式证明、恒等式证明,以及求解相关代数式的最值或综合应用等.

高中数学教材中的例(习)题等,都是不同时期背景下几代人智慧的精华与经验的积累,具有很好的示范与引领作用.借助教材例(习)题并加以改编、变式、拓展与提升,进一步综合此类命题的背景、知识、思想、方法、技巧与策略等,源于教材,又高于教材,充分体现传承、创新与发展.

參考文献:

[1] 中华人民共和国教育部.普通高中数学课程标准(2017年版2020年修订)[S].北京:人民教育出版社,2020.

[2] 韩文美.高考数学试题的题源探秘[J].高中生之友,2018,392(11):21-22.

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