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平时教学中,我们常常注重题型的归纳和方法的总结,试图将通性通法教给学生,重视了从特殊性中概括出普遍的规律性,这固然重要。然而,不少学生遇到具体题目,又难以寻觅到解题思路。一个重要原因,就是我们在教学中,忽视了在普遍性指导下去研究特殊情形。
众多的数学问题具备各自特殊性,若能充分挖掘隐藏在题目中与之相关的特殊值、特殊式、特殊点、特殊位置、特殊关系……就能巧妙地利用这些特殊因素,使问题获解。解题教学中,我们若不失时机地引导学生对蕴涵于题目中的特殊因素加以发掘,对于开拓学生的解题思路,形成特殊化的解题思想,提高学生的解题能力是大有裨益的。现结合自己的教学实践与思考,就怎样发掘特殊因素,介绍自己的一些做法,供参考。
1. 分析特殊因素寻求一般规律
认识论原理告诉我们:矛盾的普遍性寓于特殊性中,又通过特殊性表现出来。要研究普遍性,充分分析题目中的特殊因素,是发现题目中所蕴涵的一般规律的必要前提。
当然,在特殊情形下发现的规律,在一般情形下是否成立,要进行论证。
例2如下图所示,按下列方法将数轴的正半轴绕在一个圆上(该圆周长为3个单位长,且在圆周的三等分点处分别标上了数字0、1、2)上:先让原点与圆周上0所对应的点重合,再将正半轴按顺时针方向绕在该圆周上,使数轴上1、2、3、4…所对应的点分别与圆周上1、2、0、1…所对应的点重合。这样,正半轴上的整数就与圆周上的数字建立了一种对应关系。
(1)圆周上数字a 与数轴上的数5对应,则a=
(2)数轴上的一个整数点刚刚绕过圆周n圈(n为正整数)后,并落在圆周上数字1所对应的位置,这个整数是?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇 (用含n的代数式表示)。
思考:将数轴绕在一个圆周上,类似于一种卷尺,但数轴是理想化的一条直线,它没有厚度,我们可用图示的方法转着写数据,然后通过特殊例子出发去分析一般规律。我们将与0,1,2对应的数据标出来,发现2与数轴上的数5对应,a=2,绕过1圈后,落在圆周上数字1所对应的数是4;绕过2圈后,该位子上的数是7,以此类推,绕过n圈后,该位子上的数是3n+1。
2.巧用特殊因素优化解题思路
对于一些表面上可用常规方法求解的问题,如果按常规思路分析求解,方法较繁,计算量较大,甚至难以求出结果,若注意巧用特殊因素(点的位置特殊化、图形形状特殊化等),常能优化解题思路,获得简捷明快的解法。
3.抓住特殊因素探索解题途径
某些数学问题,有时难以将其归为我们所熟悉的一类常规问题,无法用一般规律解决。对于这类问题,可着眼于问题本身的特殊性,抓住某个特殊因素,并以此作为突破口,去探寻解题思路。
抓住了问题中的特殊点、特殊角,以此作为突破口是解决此题的关键。
4.借助特殊因素探求定值问题
定值类问题宜先定后证。探求定值问题是一个由一般到特殊的过程,在一般情形下是定值,则在特殊情形下一定是定值,故可先抓住特殊情形求出定值,从而为证定值提供方向。
例7如图,平面直角坐标系中,点A、B、C、D的坐标分别为(6,0),(0,4),(2,0),(0,3),连结OQ交过点O、C、D的外接圆于点P.求证:OP·OQ为定值。
思考:解读题目中的条件,只要点Q在AB上,OP·OQ皆为定值,故借助特殊因素“点Q为线段AB上一动点”中的特殊情形“Q与B(或A)重合”,此时OP·OQ=OD·OB=12,从而明确解题方向,证明OP·OQ=OD·OB,进而转化为证明等积式问题。连结CD、PD,先证△OCD∽△OBA得∠OCD=∠OBA,又∠OCD=∠OPD,进而证明△OPD∽△OBQ。
5.选取特殊因素探求变量范围
对于某些求自变量取值范围类问题,我们常通过选取两种特殊极端情形来确定自变量最大、最小值,从而确定出自变量的取值范围。
例8操作:将一把三角尺放在边长为1的正方形ABCD上,并使它的直角顶点P在对角线AC上滑动,直角的一边始终经过点B,另一边与射线DC相交于点Q。
探究:设A、P两点间的距离为x。
(1)当点Q在边CD上时,线段PQ与线段PB之间有怎样的大小关系?试证明你观察得到的结论;(解略)(2)当点Q在边CD上时,设四边形PBCQ的面积为y,求y与 x之间的关系,并写出x的范围;(3)略。
6.列举特殊因素判断命题正误
要肯定一个命题的正确性,必须进行严格的逻辑论证,但要证明一个命题是假命题,只要举出一个满足题设而结论不成立的特例予以否定即可。举反例否定一个命题与推理论证肯定命题具有同等的地位和作用。在数学教学中,我们常可列举特殊因素,判断命题正误,消除一些模糊認识。
例9 试判断命题“各边相等的圆外切多边形是正多边形”真假。
思考:举特例“各边相等的园的外切四边形菱形”,命题不真。
7.捕捉特殊因素防止漏解增解
在考虑一般情形时,不可忽视特殊因素,否则时会产生增解漏解.通过捕捉特殊因素可防增堵漏。
例10已知一次函数y=(k-2)x+k+1不经过第三象限,求k的取值范围。
思考:习惯地,我们总是画出的直线经过第一、二、四象限的情形,得出 k-2<0,k+1>0,从而有-1<k<2在不经过第三象限的条件下,捕捉特殊情形直线只过第二、四象限(过原点),此时应有k+1=0,故本题k的范围为-1≤k<2捕捉特殊因素,防止了漏解k=-1。
例11 以线段AB为底边的等腰三角形ABC的顶点C的轨迹是?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇 ?摇?摇?摇。
思考:学生作答时,常误以为轨迹是线段AB的垂直平分线,而忽视对增解AB中点的剔除。
例12在直角坐标系中,点A的坐标为(1,2),过点A的直线交x轴于M,交y轴于N,且OA2=AM·AN,求M点的坐标。
综上所述,通过引导学生发掘特殊因素,不仅使问题获解,同时对于培养学生辩证唯物主义观念,优化学生思维的广阔性、灵活性、严谨性等思维品质是大有益处的。在重视由一般向特殊的推演同时,我们同样要重视发掘特殊因素去解决一般问题。
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众多的数学问题具备各自特殊性,若能充分挖掘隐藏在题目中与之相关的特殊值、特殊式、特殊点、特殊位置、特殊关系……就能巧妙地利用这些特殊因素,使问题获解。解题教学中,我们若不失时机地引导学生对蕴涵于题目中的特殊因素加以发掘,对于开拓学生的解题思路,形成特殊化的解题思想,提高学生的解题能力是大有裨益的。现结合自己的教学实践与思考,就怎样发掘特殊因素,介绍自己的一些做法,供参考。
1. 分析特殊因素寻求一般规律
认识论原理告诉我们:矛盾的普遍性寓于特殊性中,又通过特殊性表现出来。要研究普遍性,充分分析题目中的特殊因素,是发现题目中所蕴涵的一般规律的必要前提。
当然,在特殊情形下发现的规律,在一般情形下是否成立,要进行论证。
例2如下图所示,按下列方法将数轴的正半轴绕在一个圆上(该圆周长为3个单位长,且在圆周的三等分点处分别标上了数字0、1、2)上:先让原点与圆周上0所对应的点重合,再将正半轴按顺时针方向绕在该圆周上,使数轴上1、2、3、4…所对应的点分别与圆周上1、2、0、1…所对应的点重合。这样,正半轴上的整数就与圆周上的数字建立了一种对应关系。
(1)圆周上数字a 与数轴上的数5对应,则a=
(2)数轴上的一个整数点刚刚绕过圆周n圈(n为正整数)后,并落在圆周上数字1所对应的位置,这个整数是?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇 (用含n的代数式表示)。
思考:将数轴绕在一个圆周上,类似于一种卷尺,但数轴是理想化的一条直线,它没有厚度,我们可用图示的方法转着写数据,然后通过特殊例子出发去分析一般规律。我们将与0,1,2对应的数据标出来,发现2与数轴上的数5对应,a=2,绕过1圈后,落在圆周上数字1所对应的数是4;绕过2圈后,该位子上的数是7,以此类推,绕过n圈后,该位子上的数是3n+1。
2.巧用特殊因素优化解题思路
对于一些表面上可用常规方法求解的问题,如果按常规思路分析求解,方法较繁,计算量较大,甚至难以求出结果,若注意巧用特殊因素(点的位置特殊化、图形形状特殊化等),常能优化解题思路,获得简捷明快的解法。
3.抓住特殊因素探索解题途径
某些数学问题,有时难以将其归为我们所熟悉的一类常规问题,无法用一般规律解决。对于这类问题,可着眼于问题本身的特殊性,抓住某个特殊因素,并以此作为突破口,去探寻解题思路。
抓住了问题中的特殊点、特殊角,以此作为突破口是解决此题的关键。
4.借助特殊因素探求定值问题
定值类问题宜先定后证。探求定值问题是一个由一般到特殊的过程,在一般情形下是定值,则在特殊情形下一定是定值,故可先抓住特殊情形求出定值,从而为证定值提供方向。
例7如图,平面直角坐标系中,点A、B、C、D的坐标分别为(6,0),(0,4),(2,0),(0,3),连结OQ交过点O、C、D的外接圆于点P.求证:OP·OQ为定值。
思考:解读题目中的条件,只要点Q在AB上,OP·OQ皆为定值,故借助特殊因素“点Q为线段AB上一动点”中的特殊情形“Q与B(或A)重合”,此时OP·OQ=OD·OB=12,从而明确解题方向,证明OP·OQ=OD·OB,进而转化为证明等积式问题。连结CD、PD,先证△OCD∽△OBA得∠OCD=∠OBA,又∠OCD=∠OPD,进而证明△OPD∽△OBQ。
5.选取特殊因素探求变量范围
对于某些求自变量取值范围类问题,我们常通过选取两种特殊极端情形来确定自变量最大、最小值,从而确定出自变量的取值范围。
例8操作:将一把三角尺放在边长为1的正方形ABCD上,并使它的直角顶点P在对角线AC上滑动,直角的一边始终经过点B,另一边与射线DC相交于点Q。
探究:设A、P两点间的距离为x。
(1)当点Q在边CD上时,线段PQ与线段PB之间有怎样的大小关系?试证明你观察得到的结论;(解略)(2)当点Q在边CD上时,设四边形PBCQ的面积为y,求y与 x之间的关系,并写出x的范围;(3)略。
6.列举特殊因素判断命题正误
要肯定一个命题的正确性,必须进行严格的逻辑论证,但要证明一个命题是假命题,只要举出一个满足题设而结论不成立的特例予以否定即可。举反例否定一个命题与推理论证肯定命题具有同等的地位和作用。在数学教学中,我们常可列举特殊因素,判断命题正误,消除一些模糊認识。
例9 试判断命题“各边相等的圆外切多边形是正多边形”真假。
思考:举特例“各边相等的园的外切四边形菱形”,命题不真。
7.捕捉特殊因素防止漏解增解
在考虑一般情形时,不可忽视特殊因素,否则时会产生增解漏解.通过捕捉特殊因素可防增堵漏。
例10已知一次函数y=(k-2)x+k+1不经过第三象限,求k的取值范围。
思考:习惯地,我们总是画出的直线经过第一、二、四象限的情形,得出 k-2<0,k+1>0,从而有-1<k<2在不经过第三象限的条件下,捕捉特殊情形直线只过第二、四象限(过原点),此时应有k+1=0,故本题k的范围为-1≤k<2捕捉特殊因素,防止了漏解k=-1。
例11 以线段AB为底边的等腰三角形ABC的顶点C的轨迹是?摇?摇?摇?摇?摇?摇?摇 ?摇?摇?摇。
思考:学生作答时,常误以为轨迹是线段AB的垂直平分线,而忽视对增解AB中点的剔除。
例12在直角坐标系中,点A的坐标为(1,2),过点A的直线交x轴于M,交y轴于N,且OA2=AM·AN,求M点的坐标。
综上所述,通过引导学生发掘特殊因素,不仅使问题获解,同时对于培养学生辩证唯物主义观念,优化学生思维的广阔性、灵活性、严谨性等思维品质是大有益处的。在重视由一般向特殊的推演同时,我们同样要重视发掘特殊因素去解决一般问题。
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