高中数学创新题的解题策略

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  摘要:创新题综合考查了考生的阅读理解、数据处理、分析推理、文字概括和书面表达及知识迁移等方面的能力。解题教学中需要一定的方法。笔者探索出几种常用的策略。
  关键词:高中数学;创新题;解题策略
  中图分类号:G633.6 文献标识码:A 文章编号:1992-7711(2018)02-0110
  近年来,创新题在考卷中频频出现。这类根据材料提供的信息现场阅读、理解和运用的新题型,知识背景较为宽广,知识跨度大,包含的信息也较多,它综合考查了考生的阅读理解、数据处理、分析推理、文字概括和书面表达及知识迁移等诸多方面的能力。但学生创新题得分率普遍较低,其主要原因有:1. 学生无阅读习惯,不能从阅读中发现信息;2. 归纳、抽象、概括能力差;3. 不会大担地猜测、假设;4. 不会构建数学模型。基于这些现状,笔者通过演练这类创新题,发现只有理清几种关系,那么,难题也都会迎刃而解!
  一、特殊与一般关系
  一般性寓于特殊之中,反之,通过对特殊规律的观察又可发现发现一般规律,从而使特殊与一般达到和谐统一。
  例1. 求证:2n>n2(n>4).
  这一规律的探索、发现可通过特殊发现一般的策略:
  这是先猜想,后證明。先猜后证的数学思想应该是探索性学习的主要指导思想。
  二、反面与正面关系
  正如方程与函数、常量与变量、相等与不等、直与曲、有限与无限,都是正面与反面,既互相对立,又可相互转化,有时可出奇制胜地解决问题。如解方程cos2x 3|cosx| 2=0,要去绝对值符号、显得繁琐,若从其反面——添绝对值符号,使其方程转化为|cosx|2 3|cosx| 2=0,它丝毫无损于原方程的同解性,但从(|cosx| 2)(|cosx| 1)=0,分解因式,却巧妙地解出了三角方程,这是典型的反面与正面达到和谐境界的体现。
  例2. 设△ABC 的三边a 、b、c 成等差数列,则它的三内角中至少有两个角不超过■
  分析:满足以上条件的三角形三内角中至少有两个角不超过■,换句话说,至多只有一个角能超过■,正面证明此论断无从下手,采取反面切入求解——“有两个角超过■”,因为题设有a、b、c 成等差数列,b=■(a c),不妨设a≤b≤c推出A≤B≤C, 要使结论成立,只要证明B≤■,这时用反证法,假设B>■推出cosB<■用余弦定理■<■ a2 c2-b2a2 c2-ac,代入b=■(a c)得出(■)2>a2 c2-ac a2 c2 2ac>4a2 4c2-4ac,得出3a2 3c2-6ac<0 ,即3(a-c)2<0矛盾,故B>■不可能,所以B≤■,得出△ABC 至少有两个角不超于■
  三、具体与抽象关系
  抽象是数学的一大特点,抽象又是具体的一面镜子,愈抽象的数学材料———空间形式、数量关系,愈有可能运用到更广泛的领域中去,这就是具体激活抽象的理论基础。
  例4. 已知一元二次方程ax2 bx c=0
  (a≠0且a≠c)的两个根为tanα、tanβ,求tan(α β)的值。
  分析:用韦达定理的根与系数的关系容易得出tan(α β)=■=■=-■=■
  这是相对具体的数学问题,是教材上的原型题,在和角的正切公式中,分子中有两根之和,分母中有两根之积,这是下面的抽象的变式题的构造特征,读者可看出具体可以激活抽象的变式题。
  例3变式:tanθ与tan(■-θ)为二次方程x2 px q=0的两根,且tanθ:tan(■-θ)=3∶2,求p、q的值。
  解:∵θ ■-θ=■。则tan■=■=■
  ∴q-p=1. ①
  又∵tan(■-θ)=■tanθ=■,推出关于tanθ的一元二次方程2tan2θ 5tanθ-3=0 tanθ=■或tanθ=-3,得tan(■-θ)=■或tan(■-θ)=-2与①结合.联立解出p=-■p=■或p=-6p=5具体的原型题与抽象的变式题相比较,具体激活了抽象.
  四、简单与复杂关系
  复杂是由简单构造而成的,只要找到与复杂问题在结构、性质、关系等方面相似的简单问题,再对这些简单的类比问题看透彻了,钻研深刻了,则简单数学类比题可以激活复杂的数学题,复杂数学题可以迎刃而解。
  例4. 设x,y,z∈(0,1),求证:x(1-y) y(1-z) z(1-x)<1.
  如果读者对此题难以下手,那么可构造简单类比题:设x,y ∈(0,1)求证:x(1-y) y(1-x)<1.
  用比差法构造函数f(x)=1-[x(1-y) y(1-x)]将x视为变量,而将y 视为常量,可借助一次函数的图像特征给予解决。f(x)=1-[x-xy y-yx]=x(2y-1) (1-y),f(0)=1-y>0,f(1)=2y-1 (1-y)=y>0.由于一次函数f(x)的图像是一条直线,所以当00成立,故原不等式成立。
  例5的证明:设f(x)=1-[x(1-y) y(1-z) z(1-x)]=(y z-1)x (yz 1-y-z),由于00,f(1)=yz>0,f(x)是将y、z视为常量,而将x视为变量,故f(x)这个一次函数图像是一条直线,当00成立,故原不等式成立。
  简单类比题的确可以激活复杂问题,华罗庚教授说:“要善于退,足够地退,退到最原始而又不失去重要性的地方,是学好数学的一个诀窍”。其原因也是简单类比题可激活复杂数学题。
  总之,激活既有微观激活———概念激活,又有宏观激活———方法与策略激活,更有解题原则的激活,激活策略应该是数学解题的一大诀窍。考生在考试过程中遇到这类试题时,要沉着冷静地仔细研读试题提供的材料,找准突破口,和自己已有的知识建立起实质性的联系,和谐地运用所学的数学知识和数学思想方法解决新问题。
  (作者单位:浙江省苍南县桥墩高级中学 325800)
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