借助高考真题,提升思维品质

2024-06-23 02:56陈达文
中学数学·高中版 2024年6期
关键词:异面严谨性批判性

陈达文

思维品质是一个人智力水平高低的标志,而数学思维品质是学习数学的过程中必不可少的基本素养.对于学生个体发展而言,数学思维品质存在着个体思维发展的年龄特征和个体差异,是数学基础知识、数学思想方法和数学能力等各方面综合体现的一种特殊标志,影响着对数学的理解与学习.下面笔者结合往年高考数学真题中的客观题教学,就提升学生数学思维品质加以实例剖析.

1 思维的严谨性

思维的严谨性是指考虑问题时要全面、严密、有理有据.提升学生思维品质的严谨性,必须严格要求,按部就班,按照一定的逻辑顺序进行全面、周密的思考,以充分的理由进行推理论证,加强训练.

例1  已知集合S={s|s=2n+1,n∈Z},T={t|t=4n+1,n∈Z},则S∩T=(  ).

A.

B.S

C.T

D.Z

分析:从集合S入手,讨论当n分别是偶数、奇数时的集合元素情况,与集合T中的元素加以比较,结合集合的基本运算进行判断,即可得到答案C.

点评:通过对集合S中的变量n分偶数、奇数这两种不同的取值情况进行分类讨论,进而比较两个集合中对应元素之间的关系,得以确定两个集合的关系.解题过程严密有据,无懈可击,充分体现了数学思维的严谨性.

2 思维的广阔性

思维的广阔性是指站在更高的层面上去处理问题,增加问题的切入视角,扩大范围,把研究对象放在更大的环境中去考察,从而更大可能地发现更多的属性,得到更加广泛的结论,为研究性学习提供保障,创新开辟新的道路.

例2  设函数f(x)=1-x1+x,则下列函数中为奇函数的是(  ).

A.f(x-1)-1

B.f(x-1)+1

C.f(x+1)-1

D.f(x+1)+1

分析:先根据函数f(x)的解析式进行变形与转化处理,确定函数f(x)的对称中心,然后通过函数图象的平移变换,使得变换后的函数图象的对称中心为(0,0),吻合奇函数的基本性质,从而得到答案B.

点评:根据以上问题及其破解,进一步深入研究,总结规律,提升思维品质的广阔性,可以得到一般性的结论——若函数y=f(x)的图象关于点(m,n)(m,n∈R)中心对称,则函数y+n=f(x+m)的图象关于坐标原点O(0,0)中心对称,即函数y=f(x+m)-n为奇函数.

3 思维的深刻性

思维的深刻性是指深入钻研与思考问题,深刻认识事物,善于挖掘复杂事物的内涵,把握问题的本质属性,努力克服思维的表面性与绝对化,不被表面现象所迷惑,从而得到新看法、新结论等,深层研究.

例3  如图1所示,已知正方体ABCD-A1B1C1D1,M,N分别是A1D,D1B的中点,则(  ).

A.A1D与D1B垂直,MN∥平面ABCD

B.A1D与D1B平行,MN⊥平面BDD1B1

C.AD与D1B相交,MN∥平面ABCD

D.A1D与D1B异面,MN⊥平面BDD1B1

分析:通过证明A1D⊥平面ABD1,以及MN是△ABD1的中位线,可判断选项A正确;根据异面直线的判定可知A1D与直线D1B是异面直线,可判断选项B错误;根据异面直线的判定可知AD与D1B是异面直线,可判断选项C错误;由MN∥AB,可知MN不与平面BDD1B1垂直,可判断选项D错误.

点评:借助空间线面位置关系的判定定理与“性质”定理来分析,考查逻辑推理与空间想象能力,对数学思维的深刻性有很好的培养与提升,尽显思维的深刻性其能,顺利解决问题.

4 思维的灵活性

思维的灵活性是指思维活动在选择知识、切入角度、运用方法、开展过程等方面的灵活程度.在教学过程中,克服思维定式,往往通过“一题多解”“一题多变”“多题一解”“多题一法”等形式加以展开,多侧面进行分析与思考,提高创新性与灵活性.

例4  已知F1,F2是椭圆C:x29+y24=1的两个焦点,点M在C上,则|MF1|\5|MF2|的最大值为(  ).

A.13

B.12

C.9

D.6

分析:根据题目条件,结合两个焦半径的乘积,在基本不等式背景、函数背景以及焦半径公式等背景下,从不同的思维视角来切入,利用不同的知识来确定对应的最值问题,实现数学思维的灵活性,达到一题多解的目的.

解法1:基本不等式法.

由椭圆C的方程x29+y24=1,可知a=3,

而点M在C上,利用椭圆的定义可得

|MF1|+|MF2|=2a=6.

利用基本不等式,可得

|MF1|\5|MF2|≤|MF1|+|MF2|22=9,

当且仅当|MF1|=|MF2|=3时,等号成立.

所以|MF1|\5|MF2|的最大值为9.

故选:C.

解法2:距离公式法.

由于F1,F2是椭圆C:x29+y24=1的两个焦点,则a=3,b=2,c=5,

可得F1(-5,0),F2(5,0).

设M(x,y),其中-3≤x≤3,则有

y2=41-x29,

于是可得

|MF1|\5|MF2|

=(x+5)2+y2·(x-5)2+y2

=59x2-9=9-59x2≤9,

当且仅当x=0时,等号成立.

所以|MF1|\5|MF2|的最大值为9.

故选:C.

解法3:焦半径公式法.

由于F1,F2是椭圆C:x29+y24=1的两个焦点,则知a=3,b=2,c=5,

可得椭圆C的离心率e=ca=53.

设M(x,y),其中-3≤x≤3,

结合椭圆的焦半径公式,有

|MF1|=a+ex=3+53x,

|MF2|=a-ex=3-53x.

于是|MF1|\5|MF2|=9-59x2≤9,当且仅当x=0时,等号成立.

所以|MF1|\5|MF2|的最大值为9.

故选:C.

点评:从以上问题所对应的三种思维视角切入,借助不同的数学知识与数学方法来破解,殊途同归,消除学生思维定势的消极影响,进行“一题多解”训练,充分展示数学思维的灵活性.

5 思维的批判性

思维的批判性是指有主见地评价事物,严格地估计思维材料,精确地检查思维过程,是思维过程中自我意识作用的结果.在数学解题过程中,对一些问题进行深入研究,自我鉴别,深层挖掘,发现问题,辨析真假,培养学生思维的批判性.

例5  已知f(x)=3sin x+2,对任意的x1∈0,π2,都存在x2∈0,π2,使得f(x1)=2f(x2+θ)+2成立,则下列选项中,θ可能的值是(  ).

A.3π5

B.4π5

C.6π5

D.7π5

分析:结合题目条件,利用逻辑关系确定三角函数的最大值与最小值,对θ的可能取值进行分类讨论,分别确定在不同背景下三角函数的取值情况,进而得以分析与判断,实现批判性思维的发展.

点评:巧妙综合逻辑推理与三角函数的图象和性质,借助题目创新情境确定三角函数的最值情况,再通过三角函数的图象与性质确定限制条件下的最值情况,对比分析、判断,深层挖掘,辨误驳谬,有效破解综合应用问题,培养学生思维的批判性.

有意识地借助一些高考典型真题实例,合理引入课堂教学与学生学习,巧妙引导,加强督促,结合学生的参与和训练,能够很好地提升数学的思维品味,提高数学能力,受益终生.合理培养学生的思维品质,使学生真正学有所得,真正实现教学相长.

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