寻找切入点突破障碍关
作者:任金凤来源:http://www.zzqkw.com日期:2013-03-09人气:976
求解数学题的关键在于准确快速地找到解题的切入点,那么,如何寻找解题的切入点呢?笔者结合自己的教学实例谈一些具体做法。
一、紧扣定义
理解定义、掌握定义、活用定义是解题的一把金钥匙,也是寻找解题切入点的一条重要途径。
例1.若点M(x,y)满足(x+3)2+(y-1)2-(x-y+3)=0,则点M的轨迹是()
A.圆B.椭圆C.双曲线D.抛物线
分析:可进行化简,但表达式中会出现xy项,对曲线的形状的判断有点难度,可通过对原式的合理变形,利用圆锥曲线的定义来解决。
解:由(x+3)2+(y-1)2-(x-y+3)=0,
得(x+3)2+(y-1)2/(x-y+3)/2=2
此式可以看成是动点M(x,y)到定点(-3,1)与到定直线距离之比为的点的轨迹,根据圆锥曲线的定义,此轨迹为双曲线,故选C。
二、深挖隐含
隐含条件是指隐而不显,含而不露的已知条件,它们常常巧妙地隐藏在题目的背后,优先考虑隐含条件往往能减少运算量,简化或避免复杂的变化与讨论,找到解题切入点,使问题简捷获解。
例2.解方程组
(x+1)+(1-y)=4(1)
(x+1)=3y-3(2)
分析:此题按常规方法,需要分四种情况,讨论去掉绝对值符号,然后解方程组。但我们观察(2)式可以挖掘出一个隐含条件,利用这个隐含条件可以避免讨论。
解:由(2)知,(1)式可以变形为(x+1)+(y-1)=4(3)
由(2),(3)解得(x+1)=3
∴x1=2,x2=-4分别代入(2)得原方程组的解为
x1=2x2=-4
y1=2y2=2
三、转译语言
数学语言包括文字语言、符号语言及图形语言三种基本样式,及时将题目中读不懂的部分,转译为新一种表述样式,如将普通语言改译为符号语言,或将符号语言改译为图形语言,常常可以帮助我们读懂题意,找到解题切入点。
例3.已知集合A={x|x2-3x-10≤0},B={x|m+1≤x≤2m-1},若A∪B=A,求实数m的取值范围。
分析:不少学生不理解A∪B=A,造成思维障碍。
A∪B=A转译为图形语言,由文氏图可得A∪B=A→BA;
化简条件,易知A=[-2,5]是固定集合,B=[m+1,2m-1]是可变集合,由数轴可知将B分为B=φ或B≠φ两类情况,即得m的取值范围(-∞,3].
注:忽视B=φ的存在,是一个常见错误。
四、数形结合
数形结合是寻找解题切入点的一条重要途径,它是把已知或要求的式子与图形结合起来。应用数形结合思想,将数量关系和空间形式巧妙结合,来寻找解题思路,使问题得到解决。
例4.设函数f(x)=a+(-x2-4x),g(x)=4/3x+1,已知x∈[-4,0]时,恒有f(x)≤g(x),求实数a的取值范围。
分析:f(x)≤g(x),即a+(-x2-4x)≤4/3x+1,直接将原不等式同解变换,很难求解。
转换视角,观察不等式结构特征,数形结合,易知变形为不等式
(-x2-4x)≤4/3x+1-a后,可令y1=(-x2-4x)①y2=4/3x+1-a②,
由①得(x+2)2+y2=4(y≥0),表示以点(-2,0)为圆心,2为半径的半圆;②式表示斜率为4/3,截距为1-a的平行直线系,显然直线系中与半圆O’相切的直线AT(T为切点)即为所求临界值。
如设直线AT的倾斜角为α,则tanα=4/3(0<α<π/2),sinα=4/5,在△BO’T中,|O’B|=|O’T|/sinα=5/2,
∴|OB|=9/2
在△AOB中,OA=|OB|·tanα=9/2×4/3=6,要使f(x)≤g(x)恒成立,直线必须位于AT上方或与AT重合。
∴1-a≥6,a≤-5.
五、逆向思维
逆向思维是较高层次的思维方式,当顺向思考遇到障碍,并经过语言转译,数形结合仍不奏效时,应积极转换视角,尝试逆向思维。
例5.已知集合M={(x,y)|y2=2x},N={(x,y)|(x-a)2+y2=9},求M∩N≠的充要条件。
分析:易知M∩N≠φ的充要条件至少有一个实数解,且x≥0,即x2+2(1-a)x+a2-9=0至少有一个非负根。
由△≥0,得a≤5,此时若顺向思维,则情形较繁,求解困难,若逆向思维,考虑至少有一个非负根的反面是两个负根(只有一种情形)。
立知上述方程有两个负根的充要条件应为△≥0,且x1+x2<0,x1x2>0,即-2(1-a)<0,且a2-9>0,解得a<-3,从而知所求充要条件为-3≤a≤5。
六、展开联想
对于某些数学问题,从结构上的特点出发,在寻求命题的条件和结论间的逻辑联系时,由此及彼地联想(联想定义、定理或解决过的类似问题等),常常能启发思维,找到解题的切入点。
例6.函数f(x)=x2/1+x2,那么f(1)+f(2)+f(1/2)+f(1/3)+f(4)+f(1/4)=。
分析:由于设定的问题较简单,可以直接分别求值,再求和。答案7/2。
如果待求的和式较复杂怎么办?联想数列的求和方法,不难发现该式隐藏的秘密所在:f(x)+f(1/x)=1。
七、把握转化
化归与转化的思想方法无处不在,它是分析、解决问题的有效途径,寻找解题切入点的常用方法。
例7.两条异面直线称为“一对”,则在正方体八个顶点间的所有连线中,成异面直线的共有多少对?
分析:如果以其中一条棱进行分类的话,很难搞清“重”和“漏”,然而我们对以下两题很熟悉:以正方体的八个顶点为顶点的三棱锥有多少?如果两条异面直线称为“一对”的话,一个三棱锥中有多少对异面直线?故可把本题分解成两个熟悉的问题,即考虑一种对应,由于①的答案是个;②的答案是3对,故本题答案为对。
注:若直接寻找异面直线的对数很繁且易漏,而引入三棱锥通过计算三棱锥的个数,使得三棱锥的个数与异面直线的对数建立了一个对应,从而使问题转化为我们所熟悉的问题。
总之,在数学解题中,只要我们认真观察,分析题中的“知”与“求”,准确捕捉题目的各种信息,努力寻找解题的切入点,周密思考,广泛联想,避免误入歧途,就能及时摆脱困境,快速形成准确的解题思路。
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