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【摘 要】高中生在阶段时期的问题解答过程中,逐步掌握和形成了解答问题的方法和策略。本文作者结合高中数学问题教学实践体会,对高中数学问题解答过程中经常运用的解题策略进行了简要论述。
【关键词】高中数学;问题教学;解题策略;解题能力
教学活动的根本宗旨,就是“教是为了不教”。教师在问题教学活动中,通过指导学生开展问题解答活动,传授学生问题解答方法,总结问题解答策略,逐步形成了有效解答的方法和手段。同时,学生作为学习活动的主人,在解答问题的阶段训练过程中,逐步形成了一定的解题技巧和解题策略。实践主义认为,学生解题策略的有效掌握,能够实现学习效能的有效提升。本人现根据问题教学实践体会,对高中数学问题教学中,经常运用到的几种解题策略,进行简要的论述。
一、数形结合的解题策略
数形结合解题策略,是高中数学问题解答中经常运用的解题方法之一,华罗庚教授曾经用“数缺形时少直觉,形缺数时难入微,数形结合百般好,隔裂分家万事休”的语句进行生动阐述。数形结合教学策略,实际就是将“数”的精准严密性与“形”的直观生动性进行有效补充,采用“以形助数,以数解形”的方式进行有效运用。在高中数学三角函数、平面向量以及立体几何等章节问题解答中有着广泛的应用。
问题:是说明函数f(x)=x2-2ax+3在(-2,2)内的单调性。
上述问题是关于“三角函数”知识点内容的问题案例。由于三角函数章节是“数”与“形”有效融合的结合体,学生在解答该方面知识点,可以利用数形结合思想进行解答。学生在解答该问题案例过程中,如果直接进行解答会有一定的困难,但采用数形结合思想,作出函数f(x)=x2-2ax+3的图像,根据图像内容,联系问题要求,就能较容易解答。其解题过程如下:
解: ∵f(x)=x2-2ax+3=(x-a)2+3- a2,对称轴为x=a,
∴若a≤-2,则f(x)=x2-2ax+3在(-2,2)内是增函数;
若-2≤a≤2,则f(x)=x2-2ax+3在(-2,a)内为减函数,在(a,2)内为增函数;
若a≥2,则f(x)=x2-2ax+3在(-2,2)内为减函数。
二、分类讨论的解题策略
分类讨论解题策略就是结合问题条件,对问题解答过程中出现的情况,结合问题要求,进行甄别分析,列出符合问题解答要求的条件。分类讨论解题策略的运用,能够有效避免问题解答的不完整性,提高学生的解题全面性。
问题:给出定点A(a,0)(a>0)和直线l:x=-1,B是直线l上的动点,∠BOA的角平分线交AB于点C.求点C的轨迹方程,并讨论方程表示的曲线类型与a值的关系.
解:设C(x,y)、B(-1,b),则BO的方程为y=-bx,直线AB的方程为y=-■(x-a).
∵当b≠0时,OC平分∠AOB,设∠AOC=θ,
∴直线OC的斜率为k=tanθ,OC的方程为y=kx于是
tanθ=■=■
又tan2θ=-b
∴-b=■ ①
∵C点在AB上
∴kx=■(x-a) ②
由①、②消去b,得(1+a)kx=■(x-a) ③
又k=■,代入③,有
(1+a)·■·x■(x-a)
整理,得(a-1)x2-(1+a)y2+2ax=0 ④
当b=0时,即B点在x轴上时,C(0,0)满足上式:
a≠1时,④式变为■+■=1
当0 当a>1时,④表示双曲线一支的弧段;
当a=1时,④表示抛物线弧段.是b-1≤a≤2。
三、化归转化的解题策略
化归转化解题策略,就是抓住问题内涵条件,通过建立等量关系,将复杂问题简单化,将难解问题易解化,将未解决问题变为已解决的问题,一般包括等价转化与非等价转化两种。在实际问题解答中常用的转化方法有直接转化法、换元法、参数法、构造法、坐标法、类比法等。
问题:求证△ABC的三条高交于一点。
本题是文字语言叙述的数学问题案例,在解答该问题时,需要先把文字语言转化为数学语言:“已知:在△ABC中,CF,AD,BE是AB,BC,AC边上的高。求证:AD,BE,CF相交于一点。”,然后,再将问题转化为具体的平面向量问题,进而进行证明。在解答本题时,由于本题是关于向量的数量积的性质的应用,证明三线共点问题,一般先从两线交点入手,证明第三条线过该点,垂直问题一般都利用数量积为0来解。(解题过程略)这一过程解题过程中,学生运用转化思想,将文字语言转化为数学语言,使得问题直观化和数学化,有利于学生对问题的有效解答。
四、函数方程的解题策略
函数与方程解题策略是数学问题解答中最重要的一种方法,解题时要深刻理解一般函数y=f(x)、y=f–1(x)的性质(单调性、奇偶性、周期性、最值和图象变换),熟练掌握基本初等函数的性质,这是应用函数思想解题的基础,同时要密切注意一元二次函数、一元二次方程、一元二次不等式等问题,掌握二次函数基本性质,二次方程实根分布条件,二次不等式的转化策略,实现对函数方程解题策略的有效运用。
问题:已知有一个函数f(x)=x2-(m+1)x+m(m∈R),试求(1)出对任意实数α,恒有f(2+cosα)≤0,证明m≥3;(2)在(1)的条件下,若函数f(sinα)的最大值是8,求m.的值。
证明:(1)∵f(x)=(x-1)(x-m)
又-1≤cosα≤1,∴1≤2+cosα≤3,恒有f(2+cosα)≤0
即1≤x≤3时,恒有f(x)≤0即(x-1)(x-m)≤0
∴m≥x但xmax=3,∴m≥xmax=3
(2)解:∵f(sinα)=sin2α-(m+1)sinα+m=(sinα-■)■+m-■
且■≥2,∴当sinα=-1时,f(sinα)有最大值8.
即1+(m+1)+m=8,∴m=3。
上述是本人对解题策略的一些粗浅阐述,期望同仁能够共同参与研究,为学生解题能力提升作出应有的贡献。
(作者单位:江苏省扬州市宝应县中学)
【关键词】高中数学;问题教学;解题策略;解题能力
教学活动的根本宗旨,就是“教是为了不教”。教师在问题教学活动中,通过指导学生开展问题解答活动,传授学生问题解答方法,总结问题解答策略,逐步形成了有效解答的方法和手段。同时,学生作为学习活动的主人,在解答问题的阶段训练过程中,逐步形成了一定的解题技巧和解题策略。实践主义认为,学生解题策略的有效掌握,能够实现学习效能的有效提升。本人现根据问题教学实践体会,对高中数学问题教学中,经常运用到的几种解题策略,进行简要的论述。
一、数形结合的解题策略
数形结合解题策略,是高中数学问题解答中经常运用的解题方法之一,华罗庚教授曾经用“数缺形时少直觉,形缺数时难入微,数形结合百般好,隔裂分家万事休”的语句进行生动阐述。数形结合教学策略,实际就是将“数”的精准严密性与“形”的直观生动性进行有效补充,采用“以形助数,以数解形”的方式进行有效运用。在高中数学三角函数、平面向量以及立体几何等章节问题解答中有着广泛的应用。
问题:是说明函数f(x)=x2-2ax+3在(-2,2)内的单调性。
上述问题是关于“三角函数”知识点内容的问题案例。由于三角函数章节是“数”与“形”有效融合的结合体,学生在解答该方面知识点,可以利用数形结合思想进行解答。学生在解答该问题案例过程中,如果直接进行解答会有一定的困难,但采用数形结合思想,作出函数f(x)=x2-2ax+3的图像,根据图像内容,联系问题要求,就能较容易解答。其解题过程如下:
解: ∵f(x)=x2-2ax+3=(x-a)2+3- a2,对称轴为x=a,
∴若a≤-2,则f(x)=x2-2ax+3在(-2,2)内是增函数;
若-2≤a≤2,则f(x)=x2-2ax+3在(-2,a)内为减函数,在(a,2)内为增函数;
若a≥2,则f(x)=x2-2ax+3在(-2,2)内为减函数。
二、分类讨论的解题策略
分类讨论解题策略就是结合问题条件,对问题解答过程中出现的情况,结合问题要求,进行甄别分析,列出符合问题解答要求的条件。分类讨论解题策略的运用,能够有效避免问题解答的不完整性,提高学生的解题全面性。
问题:给出定点A(a,0)(a>0)和直线l:x=-1,B是直线l上的动点,∠BOA的角平分线交AB于点C.求点C的轨迹方程,并讨论方程表示的曲线类型与a值的关系.
解:设C(x,y)、B(-1,b),则BO的方程为y=-bx,直线AB的方程为y=-■(x-a).
∵当b≠0时,OC平分∠AOB,设∠AOC=θ,
∴直线OC的斜率为k=tanθ,OC的方程为y=kx于是
tanθ=■=■
又tan2θ=-b
∴-b=■ ①
∵C点在AB上
∴kx=■(x-a) ②
由①、②消去b,得(1+a)kx=■(x-a) ③
又k=■,代入③,有
(1+a)·■·x■(x-a)
整理,得(a-1)x2-(1+a)y2+2ax=0 ④
当b=0时,即B点在x轴上时,C(0,0)满足上式:
a≠1时,④式变为■+■=1
当0 当a>1时,④表示双曲线一支的弧段;
当a=1时,④表示抛物线弧段.是b-1≤a≤2。
三、化归转化的解题策略
化归转化解题策略,就是抓住问题内涵条件,通过建立等量关系,将复杂问题简单化,将难解问题易解化,将未解决问题变为已解决的问题,一般包括等价转化与非等价转化两种。在实际问题解答中常用的转化方法有直接转化法、换元法、参数法、构造法、坐标法、类比法等。
问题:求证△ABC的三条高交于一点。
本题是文字语言叙述的数学问题案例,在解答该问题时,需要先把文字语言转化为数学语言:“已知:在△ABC中,CF,AD,BE是AB,BC,AC边上的高。求证:AD,BE,CF相交于一点。”,然后,再将问题转化为具体的平面向量问题,进而进行证明。在解答本题时,由于本题是关于向量的数量积的性质的应用,证明三线共点问题,一般先从两线交点入手,证明第三条线过该点,垂直问题一般都利用数量积为0来解。(解题过程略)这一过程解题过程中,学生运用转化思想,将文字语言转化为数学语言,使得问题直观化和数学化,有利于学生对问题的有效解答。
四、函数方程的解题策略
函数与方程解题策略是数学问题解答中最重要的一种方法,解题时要深刻理解一般函数y=f(x)、y=f–1(x)的性质(单调性、奇偶性、周期性、最值和图象变换),熟练掌握基本初等函数的性质,这是应用函数思想解题的基础,同时要密切注意一元二次函数、一元二次方程、一元二次不等式等问题,掌握二次函数基本性质,二次方程实根分布条件,二次不等式的转化策略,实现对函数方程解题策略的有效运用。
问题:已知有一个函数f(x)=x2-(m+1)x+m(m∈R),试求(1)出对任意实数α,恒有f(2+cosα)≤0,证明m≥3;(2)在(1)的条件下,若函数f(sinα)的最大值是8,求m.的值。
证明:(1)∵f(x)=(x-1)(x-m)
又-1≤cosα≤1,∴1≤2+cosα≤3,恒有f(2+cosα)≤0
即1≤x≤3时,恒有f(x)≤0即(x-1)(x-m)≤0
∴m≥x但xmax=3,∴m≥xmax=3
(2)解:∵f(sinα)=sin2α-(m+1)sinα+m=(sinα-■)■+m-■
且■≥2,∴当sinα=-1时,f(sinα)有最大值8.
即1+(m+1)+m=8,∴m=3。
上述是本人对解题策略的一些粗浅阐述,期望同仁能够共同参与研究,为学生解题能力提升作出应有的贡献。
(作者单位:江苏省扬州市宝应县中学)