☉江蘇省海安高級(jí)中學(xué) 湯連峰
著名數(shù)學(xué)家喬治·波利亞說(shuō)過(guò):“掌握數(shù)學(xué)就意味著善于解題.”我們知道,數(shù)學(xué)解題是貫穿高三復(fù)習(xí)中的一條主線,在高中復(fù)習(xí)中占有非常大的比例;同時(shí),檢測(cè)高三復(fù)習(xí)的成果也是通過(guò)數(shù)學(xué)解題來(lái)實(shí)現(xiàn).如何提高學(xué)生的解題能力一直是高三復(fù)習(xí)中的一個(gè)重要課題.作為教師,每天都和不同的試題打交道,試題可謂是師生手頭最豐富的備考資源,如何用好手頭試題,充分挖掘試題的利用價(jià)值,是全面提升備考復(fù)習(xí)水平的關(guān)鍵所在.
高三復(fù)習(xí)是對(duì)數(shù)學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)和基本技能的復(fù)習(xí),掌握基礎(chǔ)知識(shí)是復(fù)習(xí)的起點(diǎn),沒(méi)有知識(shí)就談不上能力,更談不上創(chuàng)新,“無(wú)知無(wú)能”.要落實(shí)好數(shù)學(xué)中基本概念、性質(zhì)、定理等基礎(chǔ)知識(shí)的復(fù)習(xí),做到充分理解與掌握,一清二楚,不存在盲點(diǎn),應(yīng)用準(zhǔn)確.要求復(fù)習(xí)時(shí)形成知識(shí)體系,知識(shí)間融會(huì)貫通了,理解才會(huì)更深入和透徹.具體表現(xiàn)為審題時(shí)能充分理解題目?jī)?nèi)涵,一題多思,準(zhǔn)確切入.
例1 (2018年江蘇卷13)在△ABC中,角A,B,C所對(duì)的邊分別為a,b,c,∠ABC=120°,∠ABC的平分線交AC于點(diǎn)D,且BD=1,則4a+c的最小值為_(kāi)_____.
分析:試題是以三角形為載體、解三角形為背景的代數(shù)式的最值問(wèn)題.解三角形是融合“數(shù)”“形”于一體,是代數(shù)、平面幾何、三角函數(shù)、平面向量、平面解析幾何等數(shù)學(xué)知識(shí)的交匯點(diǎn),解決此類問(wèn)題主要是根據(jù)三角形這一直觀圖形,并以此為切入點(diǎn)尋求已知與未知之間的內(nèi)在聯(lián)系,結(jié)合相關(guān)的數(shù)學(xué)知識(shí)與數(shù)學(xué)方法,探究解題的思路和方法.
思路1:(解三角形法思維)從三角形的面積切入,根據(jù)三角形的面積可a·BD·sin60°+c·BD·sin60°,整理可得ac=a+c,接下來(lái)再探求4a+c的最小值.
從余弦定理切入,根據(jù)余弦定理可得AD2=c2+1-2×c×1×cos60°=c2+1-c,CD2=a2+1-2×a×1×cos60°=a2+1-a,而根據(jù)角平分線定理可得,可得a2c2+c2-ac2=a2c2+a2-a2c,整理可得ac=a+c,接下來(lái)再探求4a+c的最小值.
思路2:(平面幾何法思維)從張角定理切入,根據(jù)張角定理有,可得=1,整理可得ac=a+c,接下來(lái)再探求4a+c的最小值.
從相似比切入,過(guò)點(diǎn)D作DE∥BC交AB于點(diǎn)E,由于∠ABC=120°,∠ABC的平分線交AC于點(diǎn)D,可知∠EDB=∠DBC=∠ABD=60°,則△BDE為等邊三角形,即EB=ED=BD=1,而由DE∥BC,可得=1,整理可得ac=a+c,接下來(lái)再探求4a+c的最小值.
思路3:(平面向量法思維)從平面向量的線性運(yùn)算
點(diǎn)評(píng):一題多思,可以思考問(wèn)題中的相關(guān)概念,也可以思考問(wèn)題中的切入角度或是其他的問(wèn)題.一題多思,為解決問(wèn)題提供思維角度,從不同思維角度切入,選取自己更熟悉、更熟練的方法與知識(shí),結(jié)合題目來(lái)分析與求解,為正確解決提供必要的條件.
一題多解能有效構(gòu)建知識(shí)網(wǎng)絡(luò)、加強(qiáng)知識(shí)間的相互溝通、打破思維定勢(shì)、培養(yǎng)思維的靈活性,培養(yǎng)學(xué)生從多角度、多途徑、多知識(shí)尋求解決問(wèn)題的方法,開(kāi)拓解題思路,進(jìn)而通過(guò)多種解法的對(duì)比與分析來(lái)選取最佳解法,總結(jié)解題規(guī)律,提升解題能力,增強(qiáng)思維品質(zhì),進(jìn)而提升數(shù)學(xué)核心素養(yǎng).
例2(2018年全國(guó)Ⅰ卷文11)已知角α的頂點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn),始邊與x軸的非負(fù)半軸重合,終邊上有兩點(diǎn)A(1,a),B(2,b),且cos2α=,則|a-b|=( ).
分析:三角函數(shù)的求值問(wèn)題一直是高考中的常見(jiàn)題型,本題通過(guò)精妙的設(shè)計(jì),把三角函數(shù)的定義、二倍角公式、半角公式、萬(wàn)能公式等三角函數(shù)的相關(guān)公式加以交匯,并結(jié)合其他相關(guān)知識(shí)加以融合與應(yīng)用.該題在解法上具有多樣性,解題切入口也不唯一,這樣更能很好地考查學(xué)生思維的靈活性、多樣性、拓展性.
解法1:(三角函數(shù)定義法1)根據(jù)三角函數(shù)定義,對(duì)照點(diǎn)A(1,a),可得,結(jié)合二倍角公式可得cos2α=cos2α-sin2α=對(duì)照點(diǎn)B(2,b),可得,結(jié)合二倍角公式可得cos2α=cos2α-sin2α=,解得b2=又由題可知ab>0,不妨取,所以
解法6:(直線斜率公式+萬(wàn)能公式法2)根據(jù)三角函數(shù)定義有,根據(jù)萬(wàn)能公式可得,根據(jù)直線的斜率公式可得k=,所以
解法7:(直線斜率公式+萬(wàn)能公式法3)根據(jù)直線的斜率公式可得,根據(jù)萬(wàn)能公式可得,解得(b-a)2=,即|a-
點(diǎn)評(píng):一道好的習(xí)題之所以能引起大家強(qiáng)烈的共鳴與反響,不是因?yàn)槠洫?dú)特的解題技巧,而是其中所蘊(yùn)含的豐富的數(shù)學(xué)思想和思維方法.而一些高考真題就能很好地達(dá)到此目的.在日常教學(xué)過(guò)程中,教師精心選擇此類具有代表性的“一題多解”題目作為習(xí)題,通過(guò)一題多解等訓(xùn)練,可以極大地增強(qiáng)學(xué)生的數(shù)學(xué)核心素養(yǎng).
針對(duì)高三復(fù)習(xí)中的試題,大部分是以往的高考題或模擬題,這些精選試題不少都凝結(jié)了命題專家的智慧和心血,有的背景深刻,有的內(nèi)涵豐富,有的立意高遠(yuǎn),有的創(chuàng)意新穎等.解題時(shí)不能停留在表面,淺嘗輒止,要進(jìn)一步探究問(wèn)題深層次的內(nèi)涵,培養(yǎng)深入思考問(wèn)題的習(xí)慣,提升探究問(wèn)題的意識(shí),培育核心素養(yǎng).
例3 (2018年上海卷12)已知實(shí)數(shù)x1、x2、y1、y2滿足:x12+y12=1,x22+y22=1,x1x2+y1y2=,則最大值為_(kāi)_____.
分析:充分體會(huì)題目條件,以及對(duì)應(yīng)條件所代表的幾何意義,通過(guò)不同角度的轉(zhuǎn)化,以及不同知識(shí)點(diǎn)的滲透與交匯來(lái)達(dá)到綜合與應(yīng)用的目的,進(jìn)而利用幾何法與不等式的基本性質(zhì)法,分別從“形”的角度與“數(shù)”的角度來(lái)進(jìn)行解決與處理.
探究1:本題如何從題目條件切入?
探究2:本題有哪些基本的數(shù)學(xué)模型?
探究3:本題有哪些不同的解題方法?
探究4:本題中的一些條件或結(jié)論的改變可否進(jìn)行變式?
探究5:本題能否推廣到一般性的結(jié)論?
點(diǎn)評(píng):通過(guò)一道多探,可以提升解題的深度與廣度,掌握豐富的數(shù)學(xué)方法,學(xué)習(xí)樸素的數(shù)學(xué)原理,完成火熱的數(shù)學(xué)思考,使我們領(lǐng)悟解題方法,領(lǐng)悟解題思想,領(lǐng)悟問(wèn)題的深層次聯(lián)系,不停留表面,不拘泥題海,使同學(xué)們的解題能力和思維品質(zhì)向更深層次發(fā)展和升華.
一題多變是在有效思考、探究的基礎(chǔ)上,不妨從一個(gè)熟悉的基本問(wèn)題著手,不斷改變題設(shè)中的某些關(guān)鍵條件或結(jié)論,將相近的問(wèn)題串起來(lái),給學(xué)生形成強(qiáng)烈的認(rèn)知沖突,強(qiáng)化學(xué)生學(xué)習(xí)基礎(chǔ),提升學(xué)習(xí)效率,培養(yǎng)學(xué)生細(xì)心謹(jǐn)慎的良好學(xué)習(xí)習(xí)慣,培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)與能力都大有幫助.
例4(2018年全國(guó)Ⅱ卷文10)若f(x)=cosx-sinx在[0,a]上是減函數(shù),則a的最大值是( ).
分析:結(jié)合三角恒等變換轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的三角函數(shù)問(wèn)題,結(jié)合三角函數(shù)的圖像與性質(zhì),通過(guò)三角函數(shù)單調(diào)性來(lái)確定參數(shù)的取值范圍.也可以借助導(dǎo)數(shù)法或選項(xiàng)排除法來(lái)處理此題.而通過(guò)該題深入分析,拓展思維,改變條件,可以得到意想不到的效果.
變式1:若f(x)=sinx-cosx在[0,a]上是增函數(shù),則a的最大值是( ).
(答案:C)
變式2:(2018年全國(guó)Ⅱ卷理10)若f(x)=cosx-sinx在[-a,a]上是減函數(shù),則a的最大值是( ).
(答案:A)
變式3:若f(x)=sinx-cosx在[-a,a]上是增函數(shù),則a的最大值是( ).
(答案:A)
點(diǎn)評(píng):看似簡(jiǎn)單的一道三角函數(shù)問(wèn)題,其實(shí)認(rèn)真分析,仔細(xì)探究,可以從不同角度展開(kāi)來(lái)解決,也可以通過(guò)不同方式加以拓展深入,得到變式,真正達(dá)到“認(rèn)真解答一個(gè)題,拓廣解決一類題,變式深化一片題,思維能力一起高”的目的.
喬治·波利亞對(duì)“善于解題”的進(jìn)一步闡述:“善于解題不完全在于解題的多少,還在于解題前的分析、探索和解題后的反思.”“工欲善其事,必先利其器”,高三復(fù)習(xí)千頭萬(wàn)緒,以試題為抓手,挖掘其潛在價(jià)值,促進(jìn)科學(xué)有效備考,無(wú)疑是值得嘗試、行之有效的一種方法.H