化“隐”为明

2024-01-17 23:28朱超
数学之友 2023年17期
关键词:数学公式条件题目

朱超

摘 要:隐含条件在初中题目中比较常见,属于一种特殊的条件,极具隐蔽性.隐含条件虽然在题目中并未明确给出,但却可利用题目中的关键词语推断而出,以便于帮助学生打开解题思路.本文就以此出发,结合大量的数学题目,针对初中数学解题中隐含条件的挖掘途径进行了详细的研究,具备一定的参考价值.

关键词:初中数学;隐含条件;解题;挖掘路径

顾名思义,隐含条件就是隐藏在题目内部,出题者常常并未将其明确给出,而是将其隐藏在题目之中,需要解题者通过分析、推理、转换等方式才能从中获得.在日常解题中,隐含条件往往是“突破口”,是学生正确、高效率解答题目的关键.鉴于此,初中数学教师在日常解题教学中,应立足于当前数学题目灵活多变的现状,引导学生在扎实数学基础知识的同时,有意识地引导学生掌握隐含条件的挖掘方法,能够借助联想、比较分析、推理、转换等数学方式,促进未知到已知、隐含到明显,最终在隐含条件的辅助下,形成正确的解题思路.

1 灵活挖掘隐含条件,助力数学解题

隐含条件是初中数学解题的一大“利器”,是打开学生解题思维的“钥匙”.同时,隐含条件又极具隐蔽性,常常存在于各个“地方”,如:已知条件、数学概念和性质、数学公式、数学图形等,给学生的识别和应用带来了极大的难度.鉴于此,笔者就结合大量的题目,针对隐含条件的具体挖掘路径进行了如下分析:

1.1 基于数学概念挖掘隐含条件

鉴于初中数学的特点,数学概念是学习的基础,同时也是隐含条件的“藏身之处”.随着数学题目发展,多数题目中的隐含条件都回归到了基本的数学概念与定义中.通常这种类型题目的难度系数比较低,但也是学生最容易忽视从而导致错误的题目.

例2 已知关于x的一元二次方程(a2-2)x2-(4a+2)x+1=0存在两个不相等的实数根,求a的取值范围.

解析:这题也属于基础题目范畴,难度系数比较小,但依然有部分学生会出现失分的现象.主要是学生看到题目中“有两个实数根”,就直接运用了“判别式大于零”进行求解,忽视了一元二次方程在定义中隐含的条件,即:二次项系数不能为零.鉴于此,在求解时应同时满足判别式大于0、二次项系数不等于0两个条件,方可得到正确的答案.

总结上述两道例题,难度系数非常低,但却是学生容易出现错误的题目,主要原因就是学生在做题时,忽视了数学概念、定义中的隐含条件,最终出现了考虑不周全的现象,导致解题出现错误.鉴于此,在日常的教学中,不仅要重视数学概念教学,还要引导学生围绕数学概念进行深入分析,了解每一个数学概念的细节、每一个约束条件等,并围绕数学概念进行例题讲解、变式训练等,以便于学生真正完成数学基础概念的理解、深化等[1.

1.2 基于代数公式挖掘隐含条件

代数占据了初中数学的半壁江山,代数公式不仅是学生解题的关键,也是隐含条件的“藏身之处”.尤其是在很多数学题目中,都包含了大量的数学公式信息,并将题目中的关键条件隐藏于此.鉴于此,在引导学生挖掘隐含条件,解决数学问题时,应着眼于相关的数学公式,以此作为切入点,挖掘其中的隐含条件.

例3 已知(a2+b22-3(a2+b2)-10=0,求a2+b2=__________.

解析:这一题目难度系数比较低,但多数学生在解题时,常常出现各种各样的错误.主要原因就是在解题时,忽视了隐含条件的挖掘,而是直接采用了换元法:令a2+b2=x,则(a2+b22-3(a2+b2)-10=x2-3x-10=0,通过解方程,即可得出x=5或x=-2,于是很多学生就直接将这两个答案写在试卷上.但实际上来说,这样解题是错误的,因为学生在解题时,忽视了数学公式中的隐含条件,在a2+b2=x中,x的定义域是x≥0,因此x=5符合题意,x=-2不符合题意,应舍去.

解析:乍一看这一题,难度系数比较高,但只要通过分析就会发现,题目中已经给出了函数y的代数式,且在求解的过程中,唯有结合相关的数学公式,充分挖掘题目中的隐含条件,即:x2-1≥0,1-x2≥0,x3+1≠0,学生才可在充足的解题条件中,将所有的不等式联立起来,最终经过求解得出x=1时,y=0,因此,23x+1 990y=8.

综合这两道数学题目,我们发现隐含条件都隐藏在既定的数学公式中,学生在解题时,唯有紧紧围绕题目中涉及到的数学公式,充分挖掘其中的隐含条件,学生才能准确地解答问题.鉴于此,在日常教学中,教师必须要高度关注数学公式教学,引导学生在数学公式的深刻學习中奠定坚实的数学解题基础[2.

1.3 基于图形挖掘隐含条件

鉴于数学学科的特点,“数”和“形”是数学学习的两大组成部分,且两者之间相辅相成、互为促进.尤其是在数学解题的时候,许多条件都蕴含在图形中,学生唯有仔细观察图形,最大限度挖掘其中蕴含的条件,方能在以形助数、以数促形中,明确数学解题思路.否则,一旦忽视了数学图形的研究,就会导致隐含条件挖掘不够,从而学生在解题时就会步步受限.

例5 如图1所示,已知圆O的半径为3 cm,B为圆外的一点,OB与圆相交于A点,已知AB=OA,点P到点A的圆上距离为π cm,对直线BP与圆O之间的位置关系进行判断.

解析:题目已知条件中,已经明确了圆的半径和圆弧AP之间的距离,学生要想进行计算,还应围绕圆弧AP和圆周长之间的关系进行探究,进而对三角形AOP的形状进行证明,得出其是一个等边三角形,并以此进行求解.而这一解题思路的关键,就是隐藏在图形中有关边的关系,即根据题目中的已知条件可得出圆的周长为6π cm.∵点P到点A的圆上距离为π cm,∴圆弧AP所对应的圆心角∠O=60°.又OP=OA,∴△POA为等边三角形,即AB=AP.在三角形PAB中,∵AB=AP,∠PAB=120°,∴∠ABP=∠APB=30°.因此,在三角形OPB中,∠OPB=90°,即直线BP与圆O之间的位置关系是相切.

基于上述条件,就针对四个结论进行验证.针对①来说,可将x=1带入其中进行验证,即可得到二次函数的最小值为-4a,因此结论①正确;针对②来说,-1≤x2≤4,当x2=4时,y2存在最大值,即y2的最大值为a×(4+1)×(4-3)=5a,因此-4a≤y2≤5a,所以本结论错误;针对③来说,若是要y2>y1,可直接结合图像得出x2>4或者x2<-2,本结论错误;针对④来说,因為y=ax2+bx+c=a(x+1)(x-3)=ax2-2ax-3a,因此得出b=-2a,c=-3a,将其带入公式中,结合a≠0的条件,得出x1=-1、x2=3,因此本结论错误.

结合上述两道例题即可得知,多数数学题目已经将大量的条件隐藏在图像中,学生在解题的时候,唯有认真观察图像,充分挖掘题目中隐藏的条件,才能充分发挥隐藏条件的价值,帮助学生迅速形成明确的解题思路[3.

1.4 基于题设挖掘隐含条件

在初中数学解题中,题设条件不仅仅是向学生传达信息的重要载体,同时在题设中的关键之处,也为学生隐藏了大量的隐含条件.在这种情况下,学生在审题的时候,一旦稍有忽略,错过题目中的关键字眼,就会导致其在解题时,因为无法挖掘其中的隐含条件,导致其陷入到解题困境中.

例7 已知二次函数y=ax2+bx+c(a≠0)的图像经过点(-1,7),并且在x轴上截取的线段长为3,其图像的对称轴为x=1,求该二次函数的解析式.

可见,在这一数学题目解答中,隐藏条件就蕴含在数学关系中,学生唯有具备扎实的数学知识,从已有的数学关系出发,最大限度挖掘其中隐藏的条件,才能形成正确的解题思路.

2 隐含条件在初中数学解题中应用价值总结

通常在数学考试中,不会直接将所有的条件都清晰地告诉学生,而是给学生设置了重重障碍.尤其是在新课程改革背景下,教师在教学中还承担着培养和发展学生数学核心素养的重任.在这一背景下,数学考试题目的形式也随之发生转变,致使隐含条件越来越多.面对这一现状,学生在解题之前,唯有具备扎实的基础知识体系,并进过认真审题、分析和推理等,将题目中蕴含的条件找出来,才能在此基础上形成正确的解题思路.

可以说,数学新课程改革背景下,培养学生的隐含条件发掘能力,具备十分重要的价值.首先,有助于提升学生的数学解题能力.通过大量的例题证明,隐含条件是解题的关键,直接决定了学生的解题正确率.因此,在日常数学教学中,通过有意识的训练,学生在解题的时候就会形成一种良好的习惯,不再局限于题目的表层含义中,而是认真分析题目内涵,有意识地挖掘题目内部的隐含条件,使其在学习的过程中,逐渐形成了良好的解题习惯;其次,有助于训练学生的思维.初中阶段恰恰是思维培养的关键阶段,而数学学科又被称之为“思维体操”,不仅仅对学生的数学思维提出了很高的要求,也是训练学生思维的最佳载体.隐含条件的挖掘过程,也是学生思维发展的过程,学生在要想将隐藏在题目中的隐含条件挖掘出来,必须要经过一系列的观察、推理、分析等活动,而这些活动均属于思维活动的范畴,也促使学生在挖掘隐含条件的过程中,促进数学思维的发展;最后,有助于帮助学生建立其系统化的知识体系,推动知识的迁移和应用.数学知识点之间密切相关,学生在挖掘隐含条件时,常常会产生“以点带面”的效果,将相关的数学知识点串联起来,并在此基础上通过知识迁移,运用其解决相关的问题.可以说,学生在挖掘隐含条件的过程中,也在很大程度上提升了学生的数学学习质量[5.

3 结束语

综上所述,在初中数学解题中,隐含条件是解题的“突破口”,能否精准找到题目中的隐藏条件,是影响学生正确解题的关键性因素.但是隐藏条件的寻找也并非易事,需要将其蕴含到日常教学中,促使学生在解题训练中,逐渐习得这一方法与能力.鉴于此,作为一名优秀的初中数学教师,在日常解题教学时,不仅要从思想观念上重视隐含条件,还应结合不同类型的题目,引导学生对隐含条件进行归类,并借助有意识的训练,使得学生真正掌握这一技能,全面提升学生自身的数学解题能力.

参考文献:

[1]陈海平.化“隐”为明巧解题——谈隐含条件在初中数学解题中的价值[J].数理化解题研究,2022(17):5961.

[2]张翔.浅析初中数学解题中隐含条件的应用[J].数理化解题研究,2022(11):1416.

[3]濮维.谈隐含条件在初中数学解题中的重要作用[J].数学之友,2022,36(4):7678.

[4]王志军.发掘隐含条件 助力数学解题——初中数学解题教学中隐含条件的应用[J].数理化解题研究,2021(32):67.

[5]王从利.初中数学解题教学中隐含条件的应用思考[J].数学大世界(上旬),2021(11):2123.

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