论文部分内容阅读
〔关键词〕 数学教学;对称美;简单美;和谐美;
奇异美;统一美
〔中图分类号〕 G633.6〔文献标识码〕 A
〔文章编号〕 1004—0463(2009)06(B)—0042—01
一、 深思熟虑,挖掘对称美
高中数学中,具有对称美的内容可谓比比皆是.解题时,利用对称美能起到简化解题过程的功效.
例1已知x、y、z互不相等,且x+=y+=z+,求x2y2z2的值.
解析:由x+=y+可得:x-y=-=,
∴=①,由字母的轮换对称性易得:= ②,= ③,由①②③三式相乘即得x2y2z2=1.
上例抓住了数学的对称美这一特点,得出了独特简便的解题方法.
二、 巧施方法,体现简单美
法国哲学家狄德罗说:“数学中所谓美的解答是指对一个复杂问题的简单解答 .”数学中的整体代换和正难则反便是二种常见的简化解题过程的方法.
例2设数列1,(1+2),……(1+2+22+……+2n-1)……的前n项和为Sn,则Sn的值为 .
A.2nB.2n-nC.2n+1-nD.2n+1-n-2
解析:此题若按常规解法直接求数列的前n项和比较复杂,若采用特殊值法,则大大简化计算过程.由原数列知,S1=1,S2=4. 在选项中,满足S1=1,S2=4,只有答案D.
例38人排成一列,交换部分人的位置,至少有两个人不在原来位置上的排法有多少种?
解析:若从正面考虑,需按两个人不在原来位置上的排法、三个人不在原来位置上的排法……依次进行分类.这样分类繁多,计算复杂,显然不符合简单美的原则,这时不妨考虑其反面.原题的反面是:所有人都在原来的位置上,而这只有一种情形, 故至少有两个人不在原来位置上的排法有A-1=40319种.
三、 消除差异,体现和谐美
数学学科的特点决定了数学美的基础特征,数学题中的数、式、形之间存在着和谐,认真审题,不难发现条件和结论间的和谐美.
例 4求cos20°cos40°cos60°cos80°的值.
解析:因为cos60°=,故上式可变形为cos20°cos40°cos80°.从此题的结构来看,存在着内部的和谐美(角成公比为2的等比数列).
原式=
=
==
====.
四、 解题思路的奇异美
例 5如图1,在多面体ABCDEF中,已知面ABCD是边长为3的正方形,EF∥AB,EF=,EF与平面ABCD的距离为2,则该多面体的体积为()
A.B.5C.6D.
解析:显而易见,该题是考查学生对图形的分解、组合与变形的能力,但作为一个填空题,它有着其独特的解法.显然多面体的体积V大于四棱锥E-ABCD的体积,那么V>VE-ABCD=hSABCD=×2×32=6.这就否定选项A、B、C,只有选项D符合题意.
五、 数形结合的统一美
“数”与“形”结合不仅是一种重要的解题方法,而且也是一种很重要的思维方法.运用这一思想常使一些抽象的问题直观化、形象化.
例 6在△ABC中,tanA和tanB是方程x2+mx+m+1=0的实根,求m的取值范围.
解析:由韦达定理可知, tanA+tanB=-m, tanA•tanB=m+1. 从而有tan(A+B) ==
=1,又0<A+B<?仔,可知A+B=,于是tanA∈(0,1),tanB∈(0,1).
在此若令f(x)=x2+mx+m+1,则f(x)和x轴有两个交点(有重合的可能)且这两个交点都在(0,1)内,于是可得图象(图2),观察图象可得,一个根在(0,-)内,而另一个根在(-,1)内,为此需要条件f(0)=m+1>0, f(-)=-+m+1≤0,f(1)=1+m+m+1>0,据此可得,-1<m≤2-2.
奇异美;统一美
〔中图分类号〕 G633.6〔文献标识码〕 A
〔文章编号〕 1004—0463(2009)06(B)—0042—01
一、 深思熟虑,挖掘对称美
高中数学中,具有对称美的内容可谓比比皆是.解题时,利用对称美能起到简化解题过程的功效.
例1已知x、y、z互不相等,且x+=y+=z+,求x2y2z2的值.
解析:由x+=y+可得:x-y=-=,
∴=①,由字母的轮换对称性易得:= ②,= ③,由①②③三式相乘即得x2y2z2=1.
上例抓住了数学的对称美这一特点,得出了独特简便的解题方法.
二、 巧施方法,体现简单美
法国哲学家狄德罗说:“数学中所谓美的解答是指对一个复杂问题的简单解答 .”数学中的整体代换和正难则反便是二种常见的简化解题过程的方法.
例2设数列1,(1+2),……(1+2+22+……+2n-1)……的前n项和为Sn,则Sn的值为 .
A.2nB.2n-nC.2n+1-nD.2n+1-n-2
解析:此题若按常规解法直接求数列的前n项和比较复杂,若采用特殊值法,则大大简化计算过程.由原数列知,S1=1,S2=4. 在选项中,满足S1=1,S2=4,只有答案D.
例38人排成一列,交换部分人的位置,至少有两个人不在原来位置上的排法有多少种?
解析:若从正面考虑,需按两个人不在原来位置上的排法、三个人不在原来位置上的排法……依次进行分类.这样分类繁多,计算复杂,显然不符合简单美的原则,这时不妨考虑其反面.原题的反面是:所有人都在原来的位置上,而这只有一种情形, 故至少有两个人不在原来位置上的排法有A-1=40319种.
三、 消除差异,体现和谐美
数学学科的特点决定了数学美的基础特征,数学题中的数、式、形之间存在着和谐,认真审题,不难发现条件和结论间的和谐美.
例 4求cos20°cos40°cos60°cos80°的值.
解析:因为cos60°=,故上式可变形为cos20°cos40°cos80°.从此题的结构来看,存在着内部的和谐美(角成公比为2的等比数列).
原式=
=
==
====.
四、 解题思路的奇异美
例 5如图1,在多面体ABCDEF中,已知面ABCD是边长为3的正方形,EF∥AB,EF=,EF与平面ABCD的距离为2,则该多面体的体积为()
A.B.5C.6D.
解析:显而易见,该题是考查学生对图形的分解、组合与变形的能力,但作为一个填空题,它有着其独特的解法.显然多面体的体积V大于四棱锥E-ABCD的体积,那么V>VE-ABCD=hSABCD=×2×32=6.这就否定选项A、B、C,只有选项D符合题意.
五、 数形结合的统一美
“数”与“形”结合不仅是一种重要的解题方法,而且也是一种很重要的思维方法.运用这一思想常使一些抽象的问题直观化、形象化.
例 6在△ABC中,tanA和tanB是方程x2+mx+m+1=0的实根,求m的取值范围.
解析:由韦达定理可知, tanA+tanB=-m, tanA•tanB=m+1. 从而有tan(A+B) ==
=1,又0<A+B<?仔,可知A+B=,于是tanA∈(0,1),tanB∈(0,1).
在此若令f(x)=x2+mx+m+1,则f(x)和x轴有两个交点(有重合的可能)且这两个交点都在(0,1)内,于是可得图象(图2),观察图象可得,一个根在(0,-)内,而另一个根在(-,1)内,为此需要条件f(0)=m+1>0, f(-)=-+m+1≤0,f(1)=1+m+m+1>0,据此可得,-1<m≤2-2.