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一、高中數(shù)學(xué)解題思維策略第一講數(shù)學(xué)思維的變通性一、概念數(shù)學(xué)問題千變?nèi)f化,要想既快又準(zhǔn)的解題,總用一套固定的方案是行不通的,必須具有思維的變通性——善于根據(jù)題設(shè)的相關(guān)知識,提出靈活的設(shè)想和解題方案。根據(jù)數(shù)學(xué)思維變通性的主要體現(xiàn),本講將著重進(jìn)行以下幾個方面的訓(xùn)練:(1)善于觀察心理學(xué)告訴我們:感覺和知覺是認(rèn)識事物的最初級形式,而觀察則是知覺的高級狀態(tài),是一種有目的、有計劃、比較持久的知覺。觀察是認(rèn)識事物最基本的途徑,它是了解問題、發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的前提。任何一道數(shù)學(xué)題,都包含一定的數(shù)學(xué)條件和關(guān)系。要想解決它,就必須依據(jù)題目的具體特征,對題目進(jìn)行深入的、細(xì)致的、透徹的觀察,然后認(rèn)真思考,透過表面現(xiàn)象看其本質(zhì),這樣才能確定解題思路,找到解題方法。例如,求和.這些分?jǐn)?shù)相加,通分很困難,但每項都是兩相鄰自然數(shù)的積的倒數(shù),且,因此,原式等于問題很快就解決了。(2)善于聯(lián)想聯(lián)想是問題轉(zhuǎn)化的橋梁。稍具難度的問題和基礎(chǔ)知識的聯(lián)系,都是不明顯的、間接的、復(fù)雜的。因此,解題的方法怎樣、速度如何,取決于能否由觀察到的特征,靈活運用有關(guān)知識,做出相應(yīng)的聯(lián)想,將問題打開缺口,不斷深入。例如,解方程組.這個方程指明兩個數(shù)的和為,這兩個數(shù)的積為。由此聯(lián)想到韋達(dá)定理,、是一元二次方程的兩個根,所以或.可見,聯(lián)想可使問題變得簡單。(3)善于將問題進(jìn)行轉(zhuǎn)化數(shù)學(xué)家G.波利亞在《怎樣解題》中說過:數(shù)學(xué)解題是命題的連續(xù)變換??梢?,解題過程是通過問題的轉(zhuǎn)化才能完成的。轉(zhuǎn)化是解數(shù)學(xué)題的一種十分重要的思維方法。那么怎樣轉(zhuǎn)化呢?概括地講,就是把復(fù)雜問題轉(zhuǎn)化成簡單問題,把抽象問題轉(zhuǎn)化成具體問題,把未知問題轉(zhuǎn)化成已知問題。在解題時,觀察具體特征,聯(lián)想有關(guān)問題之后,就要尋求轉(zhuǎn)化關(guān)系。例如,已知,,求證、、三數(shù)中必有兩個互為相反數(shù)。恰當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)化使問題變得熟悉、簡單。要證的結(jié)論,可以轉(zhuǎn)化為:思維變通性的對立面是思維的保守性,即思維定勢。思維定勢是指一個人用同一種思維方法解決若干問題以后,往往會用同樣的思維方法解決以后的問題。它表現(xiàn)就是記類型、記方法、套公式,使思維受到限制,它是提高思維變通性的極大的障礙,必須加以克服。綜上所述,善于觀察、善于聯(lián)想、善于進(jìn)行問題轉(zhuǎn)化,是數(shù)學(xué)思維變通性的具體體現(xiàn)。要想提高思維變通性,必須作相應(yīng)的思維訓(xùn)練。二、思維訓(xùn)練實例觀察能力的訓(xùn)練雖然觀察看起來是一種表面現(xiàn)象,但它是認(rèn)識事物內(nèi)部規(guī)律的基礎(chǔ)。所以,必須重視觀察能力的訓(xùn)練,使學(xué)生不但能用常規(guī)方法解題,而且能根據(jù)題目的具體特征,采用特殊方法來解題。例1已知都是實數(shù),求證思路分析從題目的外表形式觀察到,要證的結(jié)論的右端與平面上兩點間的距離公式很相似,而xyxyO圖1-2-1可采用下面巧妙而簡捷的證法,這正是思維變通的體現(xiàn)。證明不妨設(shè)如圖1-2-1所示,則在中,由三角形三邊之間的關(guān)系知:當(dāng)且僅當(dāng)O在AB上時,等號成立。因此,思維障礙很多學(xué)生看到這個不等式證明題,馬上想到采用分析法、綜合法等,而此題利用這些方法證明很繁。學(xué)生沒能從外表形式上觀察到它與平面上兩點間距離公式相似的原因,是對這個公式不熟,進(jìn)一步講是對基礎(chǔ)知識的掌握不牢固。因此,平時應(yīng)多注意數(shù)學(xué)公式、定理的運用練習(xí)。已知,試求的最大值。解由得又當(dāng)時,有最大值,最大值為思路分析要求的最大值,由已知條件很快將變?yōu)橐辉魏瘮?shù)然后求極值點的值,聯(lián)系到,這一條件,既快又準(zhǔn)地求出最大值。上述解法觀察到了隱蔽條件,體現(xiàn)了思維的變通性。思維障礙大部分學(xué)生的作法如下:由得當(dāng)時,取最大值,最大值為這種解法由于忽略了這一條件,致使計算結(jié)果出現(xiàn)錯誤。因此,要注意審題,不僅能從表面形式上發(fā)現(xiàn)特點,而且還能從已知條件中發(fā)現(xiàn)其隱蔽條件,既要注意主要的已知條件,又要注意次要條件,這樣,才能正確地解題,提高思維的變通性。有些問題的觀察要從相應(yīng)的圖像著手。已知二次函數(shù)滿足關(guān)系,試比較與的大小。xyO2圖1-2-2思路分析由已知條件可知,在與左右等距離的點的函數(shù)值相等,說明該函數(shù)的圖像關(guān)于直線xyO2圖1-2-2已知條件知它的開口向上,所以,可根據(jù)該函數(shù)的大致圖像簡捷地解出此題。解(如圖1-2-2)由,知是以直線為對稱軸,開口向上的拋物線它與距離越近的點,函數(shù)值越小。思維障礙有些同學(xué)對比較與的大小,只想到求出它們的值。而此題函數(shù)的表達(dá)式不確定無法代值,所以無法比較。出現(xiàn)這種情況的原因,是沒有充分挖掘已知條件的含義,因而思維受到阻礙,做題時要全面看問題,對每一個已知條件都要仔細(xì)推敲,找出它的真正含義,這樣才能順利解題。提高思維的變通性。聯(lián)想能力的訓(xùn)練在中,若為鈍角,則的值(A)等于1(B)小于1(C)大于1(D)不能確定思路分析此題是在中確定三角函數(shù)的值。因此,聯(lián)想到三角函數(shù)正切的兩角和公式可得下面解法。解為鈍角,.在中且故應(yīng)選擇(B)思維障礙有的學(xué)生可能覺得此題條件太少,難以下手,原因是對三角函數(shù)的基本公式掌握得不牢固,不能準(zhǔn)確把握公式的特征,因而不能很快聯(lián)想到運用基本公式。若思路分析此題一般是通過因式分解來證。但是,如果注意觀察已知條件的特點,不難發(fā)現(xiàn)它與一元二次方程的判別式相似。于是,我們聯(lián)想到借助一元二次方程的知識來證題。證明當(dāng)時,等式可看作是關(guān)于的一元二次方程有等根的條件,在進(jìn)一步觀察這個方程,它的兩個相等實根是1,根據(jù)韋達(dá)定理就有:即若,由已知條件易得即,顯然也有.已知均為正實數(shù),滿足關(guān)系式,又為不小于的自然數(shù),求證:思路分析由條件聯(lián)想到勾股定理,可構(gòu)成直角三角形的三邊,進(jìn)一步聯(lián)想到三角函數(shù)的定義可得如下證法。證明設(shè)所對的角分別為、、則是直角,為銳角,于是且當(dāng)時,有于是有即從而就有思維阻礙由于這是一個關(guān)于自然數(shù)的命題,一些學(xué)生都會想到用數(shù)學(xué)歸納法來證明,難以進(jìn)行數(shù)與形的聯(lián)想,原因是平時不注意代數(shù)與幾何之間的聯(lián)系,單純學(xué)代數(shù),學(xué)幾何,因而不能將題目條件的數(shù)字或式子特征與直觀圖形聯(lián)想起來。問題轉(zhuǎn)化的訓(xùn)練我們所遇見的數(shù)學(xué)題大都是生疏的、復(fù)雜的。在解題時,不僅要先觀察具體特征,聯(lián)想有關(guān)知識,而且要將其轉(zhuǎn)化成我們比較熟悉的,簡單的問題來解。恰當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)化,往往使問題很快得到解決,所以,進(jìn)行問題轉(zhuǎn)化的訓(xùn)練是很必要的。eq\o\ac(○,1)轉(zhuǎn)化成容易解決的明顯題目例11已知求證、、中至少有一個等于1。思路分析結(jié)論沒有用數(shù)學(xué)式子表示,很難直接證明。首先將結(jié)論用數(shù)學(xué)式子表示,轉(zhuǎn)化成我們熟悉的形式。、、中至少有一個為1,也就是說中至少有一個為零,這樣,問題就容易解決了。證明于是中至少有一個為零,即、、中至少有一個為1。思維障礙很多學(xué)生只在已知條件上下功夫,左變右變,還是不知如何證明三者中至少有一個為1,其原因是不能把要證的結(jié)論“翻譯”成數(shù)學(xué)式子,把陌生問題變?yōu)槭煜栴}。因此,多練習(xí)這種“翻譯”,是提高轉(zhuǎn)化能力的一種有效手段。直線的方程為,其中;橢圓的中心為,焦點在軸上,長半軸為2,短半軸為1,它的一個頂點為,問在什么范圍內(nèi)取值時,橢圓上有四個不同的點,它們中的每一點到點的距離等于該點到直線的距離。思路分析從題目的要求及解析幾何的知識可知,四個不同的點應(yīng)在拋物線(1)是,又從已知條件可得橢圓的方程為(2)因此,問題轉(zhuǎn)化為當(dāng)方程組(1)、(2)有四個不同的實數(shù)解時,求的取值范圍。將(2)代入(1)得:(3)確定的范圍,實際上就是求(3)有兩個不等正根的充要條件,解不等式組:在的條件下,得本題在解題過程中,不斷地把問題化歸為標(biāo)準(zhǔn)問題:解方程組和不等式組的問題。eq\o\ac(○,2)逆向思維的訓(xùn)練逆向思維不是按習(xí)慣思維方向進(jìn)行思考,而是從其反方向進(jìn)行思考的一種思維方式。當(dāng)問題的正面考慮有阻礙時,應(yīng)考慮問題的反面,從反面入手,使問題得到解決。例13已知函數(shù),求證、、中至少有一個不小于1.思路分析反證法被譽為“數(shù)學(xué)家最精良的武器之一”,它也是中學(xué)數(shù)學(xué)常用的解題方法。當(dāng)要證結(jié)論中有“至少”等字樣,或以否定形式給出時,一般可考慮采用反證法。證明(反證法)假設(shè)原命題不成立,即、、都小于1。則①+③得,與②矛盾,所以假設(shè)不成立,即、、中至少有一個不小于1。eq\o\ac(○,3)一題多解訓(xùn)練由于每個學(xué)生在觀察時抓住問題的特點不同、運用的知識不同,因而,同一問題可能得到幾種不同的解法,這就是“一題多解”。通過一題多解訓(xùn)練,可使學(xué)生認(rèn)真觀察、多方聯(lián)想、恰當(dāng)轉(zhuǎn)化,提高數(shù)學(xué)思維的變通性。例14已知復(fù)數(shù)的模為2,求的最大值。解法一(代數(shù)法)設(shè)解法二(三角法)設(shè)yxOyxO.i.-2i圖1-2-3Z解法三(幾何法)如圖1-2-3所示,可知當(dāng)時,解法四(運用模的性質(zhì))而當(dāng)時,解法五(運用模的性質(zhì))又第二講數(shù)學(xué)思維的反思性一、概述數(shù)學(xué)思維的反思性表現(xiàn)在思維活動中善于提出獨立見解,精細(xì)地檢查思維過程,不盲從、不輕信。在解決問題時能不斷地驗證所擬定的假設(shè),獲得獨特的解決問題的方法,它和創(chuàng)造性思維存在著高度相關(guān)。本講重點加強(qiáng)學(xué)生思維的嚴(yán)密性的訓(xùn)練,培養(yǎng)他們的創(chuàng)造性思維。二、思維訓(xùn)練實例(1)檢查思路是否正確,注意發(fā)現(xiàn)其中的錯誤。例1已知,若求的范圍。錯誤解法由條件得②×2-①得①×2-②得+得錯誤分析采用這種解法,忽視了這樣一個事實:作為滿足條件的函數(shù),其值是同時受制約的。當(dāng)取最大(?。┲禃r,不一定取最大(?。┲?,因而整個解題思路是錯誤的。正確解法由題意有解得:把和的范圍代入得在本題中能夠檢查出解題思路錯誤,并給出正確解法,就體現(xiàn)了思維具有反思性。只有牢固地掌握基礎(chǔ)知識,才能反思性地看問題。證明勾股定理:已知在中,,求證錯誤證法在中,而,,即錯誤分析在現(xiàn)行的中學(xué)體系中,這個公式本身是從勾股定理推出來的。這種利用所要證明的結(jié)論,作為推理的前提條件,叫循環(huán)論證。循環(huán)論證的錯誤是在不知不覺中產(chǎn)生的,而且不易發(fā)覺。因此,在學(xué)習(xí)中對所學(xué)的每個公式、法則、定理,既要熟悉它們的內(nèi)容,又要熟悉它們的證明方法和所依據(jù)的論據(jù)。這樣才能避免循環(huán)論證的錯誤。發(fā)現(xiàn)本題犯了循環(huán)論證的錯誤,正是思維具有反思性的體現(xiàn)。(2)驗算的訓(xùn)練驗算是解題后對結(jié)果進(jìn)行檢驗的過程。通過驗算,可以檢查解題過程的正確性,增強(qiáng)思維的反思性。已知數(shù)列的前項和,求錯誤解法錯誤分析顯然,當(dāng)時,,錯誤原因,沒有注意公式成立的條件是因此在運用時,必須檢驗時的情形。即:實數(shù)為何值時,圓與拋物線有兩個公共點。錯誤解法將圓與拋物線聯(lián)立,消去,得①因為有兩個公共點,所以方程①有兩個相等正根,得解之,得錯誤分析(如圖2-2-1;2-2-2)顯然,當(dāng)時,圓與拋物線有兩個公共點。xyxyO圖2-2-2xyO圖2-2-1要使圓與拋物線有兩個交點的充要條件是方程①有一正根、一負(fù)根;或有兩個相等正根。當(dāng)方程①有一正根、一負(fù)根時,得解之,得因此,當(dāng)或時,圓與拋物線有兩個公共點。思考題:實數(shù)為何值時,圓與拋物線,有一個公共點;有三個公共點;有四個公共點;沒有公共點。養(yǎng)成驗算的習(xí)慣,可以有效地增強(qiáng)思維反思性。如:在解無理方程、無理不等式;對數(shù)方程、對數(shù)不等式時,由于變形后方程或不等式兩端代數(shù)式的定義域可能會發(fā)生變化,這樣就有可能產(chǎn)生增根或失根,因此必須進(jìn)行檢驗,舍棄增根,找回失根。(3)獨立思考,敢于發(fā)表不同見解受思維定勢或別人提示的影響,解題時盲目附和,不能提出自己的看法,這不利于增強(qiáng)思維的反思性。因此,在解決問題時,應(yīng)積極地獨立思考,敢于對題目解法發(fā)表自己的見解,這樣才能增強(qiáng)思維的反思性,從而培養(yǎng)創(chuàng)造性思維。30支足球隊進(jìn)行淘汰賽,決出一個冠軍,問需要安排多少場比賽?解因為每場要淘汰1個隊,30個隊要淘汰29個隊才能決出一個冠軍。因此應(yīng)安排29場比賽。思路分析傳統(tǒng)的思維方法是:30支隊比賽,每次出兩支隊,應(yīng)有15+7+4+2+1=29場比賽。而上面這個解法沒有盲目附和,考慮到每場比賽淘汰1個隊,要淘汰29支隊,那么必有29場比賽。解方程考察方程兩端相應(yīng)的函數(shù),它們的圖象無交點。所以此方程無解。例7設(shè)是方程的兩個實根,則的最小值是()思路分析本例只有一個答案正確,設(shè)了3個陷阱,很容易上當(dāng)。利用一元二次方程根與系數(shù)的關(guān)系易得:有的學(xué)生一看到,常受選擇答案(A)的誘惑,盲從附和。這正是思維缺乏反思性的體現(xiàn)。如果能以反思性的態(tài)度考察各個選擇答案的來源和它們之間的區(qū)別,就能從中選出正確答案。 原方程有兩個實根,當(dāng)時,的最小值是8;當(dāng)時,的最小值是18;這時就可以作出正確選擇,只有(B)正確。第三講數(shù)學(xué)思維的嚴(yán)密性二、概述在中學(xué)數(shù)學(xué)中,思維的嚴(yán)密性表現(xiàn)為思維過程服從于嚴(yán)格的邏輯規(guī)則,考察問題時嚴(yán)格、準(zhǔn)確,進(jìn)行運算和推理時精確無誤。數(shù)學(xué)是一門具有高度抽象性和精密邏輯性的科學(xué),論證的嚴(yán)密性是數(shù)學(xué)的根本特點之一。但是,由于認(rèn)知水平和心里特征等因素的影響,中學(xué)生的思維過程常常出現(xiàn)不嚴(yán)密現(xiàn)象,主要表現(xiàn)在以下幾個方面:概念模糊概念是數(shù)學(xué)理論體系中十分重要的組成部分。它是構(gòu)成判斷、推理的要素。因此必須弄清概念,搞清概念的內(nèi)涵和外延,為判斷和推理奠定基礎(chǔ)。概念不清就容易陷入思維混亂,產(chǎn)生錯誤。判斷錯誤判斷是對思維對象的性質(zhì)、關(guān)系、狀態(tài)、存在等情況有所斷定的一種思維形式。數(shù)學(xué)中的判斷通常稱為命題。在數(shù)學(xué)中,如果概念不清,很容易導(dǎo)致判斷錯誤。例如,“函數(shù)是一個減函數(shù)”就是一個錯誤判斷。推理錯誤推理是運用已知判斷推導(dǎo)出新的判斷的思維形式。它是判斷和判斷的聯(lián)合。任何一個論證都是由推理來實現(xiàn)的,推理出錯,說明思維不嚴(yán)密。例如,解不等式解或這個推理是錯誤的。在由推導(dǎo)時,沒有討論的正、負(fù),理由不充分,所以出錯。二、思維訓(xùn)練實例思維的嚴(yán)密性是學(xué)好數(shù)學(xué)的關(guān)鍵之一。訓(xùn)練的有效途徑之一是查錯。(1)有關(guān)概念的訓(xùn)練概念是抽象思維的基礎(chǔ),數(shù)學(xué)推理離不開概念?!罢_理解數(shù)學(xué)概念是掌握數(shù)學(xué)基礎(chǔ)知識的前提?!薄吨袑W(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)大綱》(試行草案)不等式錯誤解法錯誤分析當(dāng)時,真數(shù)且在所求的范圍內(nèi)(因),說明解法錯誤。原因是沒有弄清對數(shù)定義。此題忽視了“對數(shù)的真數(shù)大于零”這一條件造成解法錯誤,表現(xiàn)出思維的不嚴(yán)密性。正確解法求過點的直線,使它與拋物線僅有一個交點。錯誤解法設(shè)所求的過點的直線為,則它與拋物線的交點為,消去得:整理得直線與拋物線僅有一個交點,解得所求直線為錯誤分析此處解法共有三處錯誤:第一,設(shè)所求直線為時,沒有考慮與斜率不存在的情形,實際上就是承認(rèn)了該直線的斜率是存在的,且不為零,這是不嚴(yán)密的。第二,題中要求直線與拋物線只有一個交點,它包含相交和相切兩種情況,而上述解法沒有考慮相切的情況,只考慮相交的情況。原因是對于直線與拋物線“相切”和“只有一個交點”的關(guān)系理解不透。第三,將直線方程與拋物線方程聯(lián)立后得一個一元二次方程,要考慮它的判別式,所以它的二次項系數(shù)不能為零,即而上述解法沒作考慮,表現(xiàn)出思維不嚴(yán)密。正確解法當(dāng)所求直線斜率不存在時,即直線垂直軸,因為過點,所以即軸,它正好與拋物線相切。當(dāng)所求直線斜率為零時,直線為平行軸,它正好與拋物線只有一個交點。設(shè)所求的過點的直線為則,令解得所求直線為綜上,滿足條件的直線為:判斷的訓(xùn)練造成判斷錯誤的原因很多,我們在學(xué)習(xí)中,應(yīng)重視如下幾個方面。①注意定理、公式成立的條件數(shù)學(xué)上的定理和公式都是在一定條件下成立的。如果忽視了成立的條件,解題中難免出現(xiàn)錯誤。實數(shù),使方程至少有一個實根。錯誤解法方程至少有一個實根,或錯誤分析實數(shù)集合是復(fù)數(shù)集合的真子集,所以在實數(shù)范圍內(nèi)成立的公式、定理,在復(fù)數(shù)范圍內(nèi)不一定成立,必須經(jīng)過嚴(yán)格推廣后方可使用。一元二次方程根的判別式是對實系數(shù)一元二次方程而言的,而此題目盲目地把它推廣到復(fù)系數(shù)一元二次方程中,造成解法錯誤。正確解法設(shè)是方程的實數(shù)根,則由于都是實數(shù),解得例4已知雙曲線的右準(zhǔn)線為,右焦點,離心率,求雙曲線方程。錯解1故所求的雙曲線方程為錯解2由焦點知故所求的雙曲線方程為錯解分析這兩個解法都是誤認(rèn)為雙曲線的中心在原點,而題中并沒有告訴中心在原點這個條件。由于判斷錯誤,而造成解法錯誤。隨意增加、遺漏題設(shè)條件,都會產(chǎn)生錯誤解法。正解1設(shè)為雙曲線上任意一點,因為雙曲線的右準(zhǔn)線為,右焦點,離心率,由雙曲線的定義知整理得正解2依題意,設(shè)雙曲線的中心為則解得所以故所求雙曲線方程為②注意充分條件、必要條件和充分必要條件在解題中的運用我們知道:如果成立,那么成立,即,則稱是的充分條件。如果成立,那么成立,即,則稱是的必要條件。如果,則稱是的充分必要條件。充分條件和必要條件中我們的學(xué)習(xí)中經(jīng)常遇到。像討論方程組的解,求滿足條件的點的軌跡等等。但充分條件和必要條件中解題中的作用不同,稍用疏忽,就會出錯。例5解不等式錯誤解法要使原不等式成立,只需解得錯誤分析不等式成立的充分必要條件是:或原不等式的解法只考慮了一種情況,而忽視了另一種情況,所考慮的情況只是原不等式成立的充分條件,而不是充分必要條件,其錯誤解法的實質(zhì),是把充分條件當(dāng)成了充分必要條件。正確解法要使原不等式成立,則·P·C(3,0)·P·C(3,0)yxO圖3-2-1MN,或原不等式的解集為例6(軌跡問題)求與軸相切于右側(cè),并與⊙也相切的圓的圓心的軌跡方程。錯誤解法如圖3-2-1所示,已知⊙C的方程為設(shè)點為所求軌跡上任意一點,并且⊙P與軸相切于M點,與⊙C相切于N點。根據(jù)已知條件得,即化簡得錯誤分析本題只考慮了所求軌跡的純粹性(即所求的軌跡上的點都滿足條件),而沒有考慮所求軌跡的完備性(即滿足條件的點都在所求的軌跡上)。事實上,符合題目條件的點的坐標(biāo)并不都滿足所求的方程。從動圓與已知圓內(nèi)切,可以發(fā)現(xiàn)以軸正半軸上任一點為圓心,此點到原點的距離為半徑(不等于3)的圓也符合條件,所以也是所求的方程。即動圓圓心的軌跡方程是。因此,在求軌跡時,一定要完整的、細(xì)致地、周密地分析問題,這樣,才能保證所求軌跡的純粹性和完備性。③防止以偏概全的錯誤以偏概全是指思考不全面,遺漏特殊情況,致使解答不完全,不能給出問題的全部答案,從而表現(xiàn)出思維的不嚴(yán)密性。例7設(shè)等比數(shù)列的全項和為.若,求數(shù)列的公比.錯誤解法錯誤分析在錯解中,由時,應(yīng)有在等比數(shù)列中,是顯然的,但公比完全可能為1,因此,在解題時應(yīng)先討論公比的情況,再在的情況下,對式子進(jìn)行整理變形。正確解法若,則有但,即得與題設(shè)矛盾,故.又依題意可得即因為,所以所以所以說明此題為1996年全國高考文史類數(shù)學(xué)試題第(21)題,不少考生的解法同錯誤解法,根據(jù)評分標(biāo)準(zhǔn)而痛失2分。④避免直觀代替論證我們知道直觀圖形常常為我們解題帶來方便。但是,如果完全以圖形的直觀聯(lián)系為依據(jù)來進(jìn)行推理,這就會使思維出現(xiàn)不嚴(yán)密現(xiàn)象。O·圖3-2-2例8(如圖3-2-2),具有公共軸的兩個直角坐標(biāo)平面和所成的二面角等于.已知內(nèi)的曲線的方程是,求曲線在內(nèi)的射影的曲線方程。O·圖3-2-2錯誤解法依題意,可知曲線是拋物線,在內(nèi)的焦點坐標(biāo)是因為二面角等于,且所以設(shè)焦點在內(nèi)的射影是,那么,位于軸上,從而所以所以點是所求射影的焦點。依題意,射影是一條拋物線,開口向右,頂點在原點。所以曲線在內(nèi)的射影的曲線方程是錯誤分析上述解答錯誤的主要原因是,憑直觀誤認(rèn)為。正確解法在內(nèi),設(shè)點是曲線上任意一點O·圖3-2-3MNH(如圖3-2-3)過點作O·圖3-2-3MNH過作軸,垂足為連接,則軸。所以是二面角的平面角,依題意,.在又知軸(或與重合),軸(或與重合),設(shè),則因為點在曲線上,所以即所求射影的方程為推理的訓(xùn)練數(shù)學(xué)推理是由已知的數(shù)學(xué)命題得出新命題的基本思維形式,它是數(shù)學(xué)求解的核心。以已知的真實數(shù)學(xué)命題,即定義、公理、定理、性質(zhì)等為依據(jù),選擇恰當(dāng)?shù)慕忸}方法,達(dá)到解題目標(biāo),得出結(jié)論的一系列推理過程。在推理過程中,必須注意所使用的命題之間的相互關(guān)系(充分性、必要性、充要性等),做到思考縝密、推理嚴(yán)密。例9設(shè)橢圓的中心是坐標(biāo)原點,長軸在軸上,離心率,已知點到這個橢圓上的最遠(yuǎn)距離是,求這個橢圓的方程。錯誤解法依題意可設(shè)橢圓方程為則,所以,即設(shè)橢圓上的點到點的距離為,則所以當(dāng)時,有最大值,從而也有最大值。所以,由此解得:于是所求橢圓的方程為錯解分析盡管上面解法的最后結(jié)果是正確的,但這種解法卻是錯誤的。結(jié)果正確只是碰巧而已。由當(dāng)時,有最大值,這步推理是錯誤的,沒有考慮到的取值范圍。事實上,由于點在橢圓上,所以有,因此在求的最大值時,應(yīng)分類討論。即:若,則當(dāng)時,(從而)有最大值。于是從而解得所以必有,此時當(dāng)時,(從而)有最大值,所以,解得于是所求橢圓的方程為例10求的最小值錯解1錯解2錯誤分析在解法1中,的充要條件是即這是自相矛盾的。在解法2中,的充要條件是這是不可能的。正確解法1其中,當(dāng)正確解法2取正常數(shù),易得其中“”取“=”的充要條件是因此,當(dāng)?shù)谒闹v數(shù)學(xué)思維的開拓性一、概述數(shù)學(xué)思維開拓性指的是對一個問題能從多方面考慮;對一個對象能從多種角度觀察;對一個題目能想出多種不同的解法,即一題多解?!皵?shù)學(xué)是一個有機(jī)的整體,它的各個部分之間存在概念的親緣關(guān)系。我們在學(xué)習(xí)每一分支時,注意了橫向聯(lián)系,把親緣關(guān)系結(jié)成一張網(wǎng),就可覆蓋全部內(nèi)容,使之融會貫通”,這里所說的橫向聯(lián)系,主要是靠一題多解來完成的。通過用不同的方法解決同一道數(shù)學(xué)題,既可以開拓解題思路,鞏固所學(xué)知識;又可激發(fā)學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的興趣和積極性,達(dá)到開發(fā)潛能,發(fā)展智力,提高能力的目的。從而培養(yǎng)創(chuàng)新精神和創(chuàng)造能力。在一題多解的訓(xùn)練中,我們要密切注意每種解法的特點,善于發(fā)現(xiàn)解題規(guī)律,從中發(fā)現(xiàn)最有意義的簡捷解法。數(shù)學(xué)思維的開拓性主要體現(xiàn)在:一題的多種解法例如已知復(fù)數(shù)滿足,求的最大值。我們可以考慮用下面幾種方法來解決:①運用復(fù)數(shù)的代數(shù)形式;②運用復(fù)數(shù)的三角形式;③運用復(fù)數(shù)的幾何意義;④運用復(fù)數(shù)模的性質(zhì)(三角不等式);⑤運用復(fù)數(shù)的模與共軛復(fù)數(shù)的關(guān)系;⑥(數(shù)形結(jié)合)運用復(fù)數(shù)方程表示的幾何圖形,轉(zhuǎn)化為兩圓與有公共點時,的最大值。一題的多種解釋例如,函數(shù)式可以有以下幾種解釋:①可以看成自由落體公式②可以看成動能公式③可以看成熱量公式又如“1”這個數(shù)字,它可以根據(jù)具體情況變成各種形式,使解題變得簡捷。“1”可以變換為:,等等。思維訓(xùn)練實例例1已知求證:分析1用比較法。本題只要證為了同時利用兩個已知條件,只需要觀察到兩式相加等于2便不難解決。證法1所以分析2運用分析法,從所需證明的不等式出發(fā),運用已知的條件、定理和性質(zhì)等,得出正確的結(jié)論。從而證明原結(jié)論正確。分析法其本質(zhì)就是尋找命題成立的充分條件。因此,證明過程必須步步可逆,并注意書寫規(guī)范。證法2要證只需證xM·yxM·yd圖4-2-1O因為所以只需證即因為最后的不等式成立,且步步可逆。所以原不等式成立。分析3運用綜合法(綜合運用不等式的有關(guān)性質(zhì)以及重要公式、定理(主要是平均值不等式)進(jìn)行推理、運算,從而達(dá)到證明需求證的不等式成立的方法)證法3即分析4三角換元法:由于已知條件為兩數(shù)平方和等于1的形式,符合三角函數(shù)同角關(guān)系中的平方關(guān)系條件,具有進(jìn)行三角代換的可能,從而可以把原不等式中的代數(shù)運算關(guān)系轉(zhuǎn)化為三角函數(shù)運算關(guān)系,給證明帶來方便。證法4可設(shè)分析5數(shù)形結(jié)合法:由于條件可看作是以原點為圓心,半徑為1的單位圓,而聯(lián)系到點到直線距離公式,可得下面證法。證法5(如圖4-2-1)因為直線經(jīng)過圓的圓心O,所以圓上任意一點到直線的距離都小于或等于圓半徑1,即簡評五種證法都是具有代表性的基本方法,也都是應(yīng)該掌握的重要方法。除了證法4、證法5的方法有適應(yīng)條件的限制這種局限外,前三種證法都是好方法??稍诰唧w應(yīng)用過程中,根據(jù)題目的變化的需要適當(dāng)進(jìn)行選擇。例2如果求證:成等差數(shù)列。分析1要證,必須有成立才行。此條件應(yīng)從已知條件中得出。故此得到直接的想法是展開已知條件去尋找轉(zhuǎn)換。證法1故,即成等差數(shù)列。分析2由于已知條件具有輪換對稱特點,此特點的充分利用就是以換元去減少原式中的字母,從而給轉(zhuǎn)換運算帶來便利。證法2設(shè)則于是,已知條件可化為:所以成等差數(shù)列。分析3已知條件呈現(xiàn)二次方程判別式的結(jié)構(gòu)特點引人注目,提供了構(gòu)造一個適合上述條件的二次方程的求解的試探的機(jī)會。證法3當(dāng)時,由已知條件知即成等差數(shù)列。當(dāng)時,關(guān)于的一元二次方程:其判別式故方程有等根,顯然=1為方程的一個根,從而方程的兩根均為1,由韋達(dá)定理知即成等差數(shù)列。簡評:證法1是常用方法,略嫌呆板,但穩(wěn)妥可靠。證法2簡單明了,是最好的解法,其換元的技巧有較大的參考價值。證法3引入輔助方程的方法,技巧性強(qiáng),給人以新鮮的感受和啟發(fā)。已知,求的最小值。分析1雖然所求函數(shù)的結(jié)構(gòu)式具有兩個字母,但已知條件恰有的關(guān)系式,可用代入法消掉一個字母,從而轉(zhuǎn)換為普通的二次函數(shù)求最值問題。解法1設(shè),則 二次項系數(shù)為故有最小值。 當(dāng)時,的最小值為分析2已知的一次式兩邊平方后與所求的二次式有密切關(guān)聯(lián),于是所求的最小值可由等式轉(zhuǎn)換成不等式而求得。解法2即 即當(dāng)且僅當(dāng)時取等號。的最小值為分析3配方法是解決求最值問題的一種常用手段,利用已知條件結(jié)合所求式子,配方后得兩個實數(shù)平方和的形式,從而達(dá)到求最值的目的。解法3設(shè)當(dāng)時,即的最小值為11O11Oxy圖4-2-2解法4如圖4-2-2,表示直線表示原點到直線上的點的距離的平方。顯然其中以原點到直線的距離最短。此時,即所以的最小值為注如果設(shè)則問題還可轉(zhuǎn)化為直線與圓有交點時,半徑的最小值。簡評幾種解法都有特點和代表性。解法1是基本方法,解法2、3、4都緊緊地抓住題設(shè)條件的特點,與相關(guān)知識聯(lián)系起來,所以具有靈巧簡捷的優(yōu)點,特別是解法4,形象直觀,值得效仿。設(shè)求證:分析1由已知條件為實數(shù)這一特點,可提供設(shè)實系數(shù)二次方程的可能,在該二次方程有兩個虛根的條件下,它們是一對共軛虛根,運用韋達(dá)定理可以探求證題途徑。證法1設(shè)當(dāng)時,可得與條件不合。于是有該方程有一對共軛虛根,設(shè)為,于是又由韋達(dá)定理知分析2由于實數(shù)的共軛復(fù)數(shù)仍然是這個實數(shù),利用這一關(guān)系可以建立復(fù)數(shù)方程,注意到這一重要性質(zhì),即可求出的值。證法2設(shè)當(dāng)時,可得與條件不合,則有,即但而即分析3因為實數(shù)的倒數(shù)仍為實數(shù),若對原式取倒數(shù),可變換化簡為易于進(jìn)行運算的形式。再運用共軛復(fù)數(shù)的性質(zhì),建立復(fù)數(shù)方程,具有更加簡捷的特點。證法3即從而必有簡評設(shè)出復(fù)數(shù)的代數(shù)形式或三角形式,代入已知條件化簡求證,一般也能夠證明,它是解決復(fù)數(shù)問題的基本方法。但這些方法通常運算量大,較繁?,F(xiàn)在的三種證法都應(yīng)用復(fù)數(shù)的性質(zhì)去證,技巧性較強(qiáng),思路都建立在方程的觀點上,這是需要體會的關(guān)鍵之處。證法3利用倒數(shù)的變換,十分巧妙是最好的方法。例5由圓外一點引圓的割線交圓于兩點,求弦的中點的軌跡方程。分析1(直接法)根據(jù)題設(shè)條件列出幾何等式,運用解析幾何基本公式轉(zhuǎn)化為代數(shù)等式,從而求出曲線方程。這里考慮在圓中有關(guān)弦中點的一些性質(zhì),圓心和弦中點的連線垂直于弦,可得下面解法。解法1如圖4-2-3,設(shè)弦的中點的坐標(biāo)為,連接,則,在中,由兩點間的距離公式和勾股定理有整理,得其中圖4-2-3PM圖4-2-3PMBAOyx曲線類型,運用待定系數(shù)法求出曲線方程。解法2因為是的中點,所以,所以點的軌跡是以為直徑的圓,圓心為,半徑為該圓的方程為:化簡,得其中分析3(交軌法)將問題轉(zhuǎn)化為求兩直線的交點軌跡問題。因為動點可看作直線與割線的交點,而由于它們的垂直關(guān)系,從而獲得解法。解法3設(shè)過點的割線的斜率為則過點的割線方程為:. 且過原點,的方程為這兩條直線的交點就是點的軌跡。兩方程相乘消去化簡,得:其中分析4(參數(shù)法)將動點坐標(biāo)表示成某一中間變量(參數(shù))的函數(shù),再設(shè)法消去參數(shù)。由于動點隨直線的斜率變化而發(fā)生變化,所以動點的坐標(biāo)是直線斜率的函數(shù),從而可得如下解法。解法4設(shè)過點的割線方程為:它與圓的兩個交點為,的中點為.解方程組利用韋達(dá)定理和中點坐標(biāo)公式,可求得點的軌跡方程為:其中分析5(代點法)根據(jù)曲線和方程的對應(yīng)關(guān)系:點在曲線上則點的坐標(biāo)滿足方程。設(shè)而不求,代點運算。從整體的角度看待問題。這里由于中點的坐標(biāo)與兩交點通過中點公式聯(lián)系起來,又點構(gòu)成4點共線的和諧關(guān)系,根據(jù)它們的斜率相等,可求得軌跡方程。解法5設(shè)則兩式相減,整理,得所以即為的斜率,而對斜率又可表示為化簡并整理,得其中簡評上述五種解法都是求軌跡問題的基本方法。其中解法1、2、3局限于曲線是圓的條件,而解法4、5適用于一般的過定點且與二次曲線交于兩點,求中點的軌跡問題。具有普遍意義,值得重視。對于解法5通常利用可較簡捷地求出軌跡方程,比解法4計算量要小,要簡捷得多。二、《解密數(shù)學(xué)思維的內(nèi)核》數(shù)學(xué)解題的思維過程數(shù)學(xué)解題的思維過程是指從理解問題開始,經(jīng)過探索思路,轉(zhuǎn)換問題直至解決問題,進(jìn)行回顧的全過程的思維活動。對于數(shù)學(xué)解題思維過程,G.波利亞提出了四個階段*(見附錄),即弄清問題、擬定計劃、實現(xiàn)計劃和回顧。這四個階段思維過程的實質(zhì),可以用下列八個字加以概括:理解、轉(zhuǎn)換、實施、反思。第一階段:理解問題是解題思維活動的開始。第二階段:轉(zhuǎn)換問題是解題思維活動的核心,是探索解題方向和途徑的積極的嘗試發(fā)現(xiàn)過程,是思維策略的選擇和調(diào)整過程。第三階段:計劃實施是解決問題過程的實現(xiàn),它包含著一系列基礎(chǔ)知識和基本技能的靈活運用和思維過程的具體表達(dá),是解題思維活動的重要組成部分。第四階段:反思問題往往容易為人們所忽視,它是發(fā)展數(shù)學(xué)思維的一個重要方面,是一個思維活動過程的結(jié)束包含另一個新的思維活動過程的開始。數(shù)學(xué)解題的技巧為了使回想、聯(lián)想、猜想的方向更明確,思路更加活潑,進(jìn)一步提高探索的成效,我們必須掌握一些解題的策略。一切解題的策略的基本出發(fā)點在于“變換”,即把面臨的問題轉(zhuǎn)化為一道或幾道易于解答的新題,以通過對新題的考察,發(fā)現(xiàn)原題的解題思路,最終達(dá)到解決原題的目的?;谶@樣的認(rèn)識,常用的解題策略有:熟悉化、簡單化、直觀化、特殊化、一般化、整體化、間接化等。熟悉化策略所謂熟悉化策略,就是當(dāng)我們面臨的是一道以前沒有接觸過的陌生題目時,要設(shè)法把它化為曾經(jīng)解過的或比較熟悉的題目,以便充分利用已有的知識、經(jīng)驗或解題模式,順利地解出原題。一般說來,對于題目的熟悉程度,取決于對題目自身結(jié)構(gòu)的認(rèn)識和理解。從結(jié)構(gòu)上來分析,任何一道解答題,都包含條件和結(jié)論(或問題)兩個方面。因此,要把陌生題轉(zhuǎn)化為熟悉題,可以在變換題目的條件、結(jié)論(或問題)以及它們的聯(lián)系方式上多下功夫。常用的途徑有:(一)、充分聯(lián)想回憶基本知識和題型:按照波利亞的觀點,在解決問題之前,我們應(yīng)充分聯(lián)想和回憶與原有問題相同或相似的知識點和題型,充分利用相似問題中的方式、方法和結(jié)論,從而解決現(xiàn)有的問題。(二)、全方位、多角度分析題意:對于同一道數(shù)學(xué)題,常??梢圆煌膫?cè)面、不同的角度去認(rèn)識。因此,根據(jù)自己的知識和經(jīng)驗,適時調(diào)整分析問題的視角,有助于更好地把握題意,找到自己熟悉的解題方向。(三)恰當(dāng)構(gòu)造輔助元素:數(shù)學(xué)中,同一素材的題目,常常可以有不同的表現(xiàn)形式;條件與結(jié)論(或問題)之間,也存在著多種聯(lián)系方式。因此,恰當(dāng)構(gòu)造輔助元素,有助于改變題目的形式,溝通條件與結(jié)論(或條件與問題)的內(nèi)在聯(lián)系,把陌生題轉(zhuǎn)化為熟悉題。數(shù)學(xué)解題中,構(gòu)造的輔助元素是多種多樣的,常見的有構(gòu)造圖形(點、線、面、體),構(gòu)造算法,構(gòu)造多項式,構(gòu)造方程(組),構(gòu)造坐標(biāo)系,構(gòu)造數(shù)列,構(gòu)造行列式,構(gòu)造等價性命題,構(gòu)造反例,構(gòu)造數(shù)學(xué)模型等等。二、簡單化策略所謂簡單化策略,就是當(dāng)我們面臨的是一道結(jié)構(gòu)復(fù)雜、難以入手的題目時,要設(shè)法把轉(zhuǎn)化為一道或幾道比較簡單、易于解答的新題,以便通過對新題的考察,啟迪解題思路,以簡馭繁,解出原題。簡單化是熟悉化的補充和發(fā)揮。一般說來,我們對于簡單問題往往比較熟悉或容易熟悉。因此,在實際解題時,這兩種策略常常是結(jié)合在一起進(jìn)行的,只是著眼點有所不同而已。解題中,實施簡單化策略的途徑是多方面的,常用的有:尋求中間環(huán)節(jié),分類考察討論,簡化已知條件,恰當(dāng)分解結(jié)論等。1、尋求中間環(huán)節(jié),挖掘隱含條件:在些結(jié)構(gòu)復(fù)雜的綜合題,就其生成背景而論,大多是由若干比較簡單的基本題,經(jīng)過適當(dāng)組合抽去中間環(huán)節(jié)而構(gòu)成的。因此,從題目的因果關(guān)系入手,尋求可能的中間環(huán)節(jié)和隱含條件,把原題分解成一組相互聯(lián)系的系列題,是實現(xiàn)復(fù)雜問題簡單化的一條重要途徑。2、分類考察討論:在些數(shù)學(xué)題,解題的復(fù)雜性,主要在于它的條件、結(jié)論(或問題)包含多種不易識別的可能情形。對于這類問題,選擇恰當(dāng)?shù)姆诸悩?biāo)準(zhǔn),把原題分解成一組并列的簡單題,有助于實現(xiàn)復(fù)雜問題簡單化。3、簡單化已知條件:有些數(shù)學(xué)題,條件比較抽象、復(fù)雜,不太容易入手。這時,不妨簡化題中某些已知條件,甚至?xí)簳r撇開不顧,先考慮一個簡化問題。這樣簡單化了的問題,對于解答原題,常常能起到穿針引線的作用。4、恰當(dāng)分解結(jié)論:有些問題,解題的主要困難,來自結(jié)論的抽象概括,難以直接和條件聯(lián)系起來,這時,不妨猜想一下,能否把結(jié)論分解為幾個比較簡單的部分,以便各個擊破,解出原題。三、直觀化策略:所謂直觀化策略,就是當(dāng)我們面臨的是一道內(nèi)容抽象,不易捉摸的題目時,要設(shè)法把它轉(zhuǎn)化為形象鮮明、直觀具體的問題,以便憑借事物的形象把握題中所及的各對象之間的聯(lián)系,找到原題的解題思路。(一)、圖表直觀:有些數(shù)學(xué)題,內(nèi)容抽象,關(guān)系復(fù)雜,給理解題意增添了困難,常常會由于題目的抽象性和復(fù)雜性,使正常的思維難以進(jìn)行到底。對于這類題目,借助圖表直觀,利用示意圖或表格分析題意,有助于抽象內(nèi)容形象化,復(fù)雜關(guān)系條理化,使思維有相對具體的依托,便于深入思考,發(fā)現(xiàn)解題線索。(二)、圖形直觀:有些涉及數(shù)量關(guān)系的題目,用代數(shù)方法求解,道路崎嶇曲折,計算量偏大。這時,不妨借助圖形直觀,給題中有關(guān)數(shù)量以恰當(dāng)?shù)膸缀畏治觯貙捊忸}思路,找出簡捷、合理的解題途徑。(三)、圖象直觀:不少涉及數(shù)量關(guān)系的題目,與函數(shù)的圖象密切相關(guān),靈活運用圖象的直觀性,常常能以簡馭繁,獲取簡便,巧妙的解法。四、特殊化策略所謂特殊化策略,就是當(dāng)我們面臨的是一道難以入手的一般性題目時,要注意從一般退到特殊,先考察包含在一般情形里的某些比較簡單的特殊問題,以便從特殊問題的研究中,拓寬解題思路,發(fā)現(xiàn)解答原題的方向或途徑。五、一般化策略所謂一般化策略,就是當(dāng)我們面臨的是一個計算比較復(fù)雜或內(nèi)在聯(lián)系不甚明顯的特殊問題時,要設(shè)法把特殊問題一般化,找出一個能夠揭示事物本質(zhì)屬性的一般情形的方法、技巧或結(jié)果,順利解出原題。六、整體化策略所謂整體化策略,就是當(dāng)我們面臨的是一道按常規(guī)思路進(jìn)行局部處理難以奏效或計算冗繁的題目時,要適時調(diào)整視角,把問題作為一個有機(jī)整體,從整體入手,對整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行全面、深刻的分析和改造,以便從整體特性的研究中,找到解決問題的途徑和辦法。七、間接化策略所謂間接化策略,就是當(dāng)我們面臨的是一道從正面入手復(fù)雜繁難,或在特定場合甚至找不到解題依據(jù)的題目時,要隨時改變思維方向,從結(jié)論(或問題)的反面進(jìn)行思考,以便化難為易解出原題。數(shù)學(xué)解題思維過程數(shù)學(xué)解題的思維過程是指從理解問題開始,從經(jīng)過探索思路,轉(zhuǎn)換問題直至解決問題,進(jìn)行回顧的全過程的思維活動。在數(shù)學(xué)中,通??蓪⒔忸}過程分為四個階段:第一階段是審題。包括認(rèn)清習(xí)題的條件和要求,深入分析條件中的各個元素,在復(fù)雜的記憶系統(tǒng)中找出需要的知識信息,建立習(xí)題的條件、結(jié)論與知識和經(jīng)驗之間的聯(lián)系,為解題作好知識上的準(zhǔn)備。第二階段是尋求解題途徑。有目的地進(jìn)行各種組合的試驗,盡可能將習(xí)題化為已知類型,選擇最優(yōu)解法,選擇解題方案,經(jīng)檢驗后作修正,最后確定解題計劃。第三階段是實施計劃。將計劃的所有細(xì)節(jié)實際地付諸實現(xiàn),通過與已知條件所選擇的根據(jù)作對比后修正計劃,然后著手?jǐn)⑹鼋獯疬^程的方法,并且書寫解答與結(jié)果。第四階段是檢查與總結(jié)。求得最終結(jié)果以后,檢查并分析結(jié)果。探討實現(xiàn)解題的各種方法,研究特殊情況與局部情況,找出最重要的知識。將新知識和經(jīng)驗加以整理使之系統(tǒng)化。所以:第一階段的理解問題是解題思維活動的開始。第二階段的轉(zhuǎn)換問題是解題思維活動的核心,是探索解題方向和途徑的積極的嘗試發(fā)現(xiàn)過程,是思維策略的選擇和調(diào)整過程。第三階段的計劃實施是解決問題過程的實現(xiàn),它包含著一系列基礎(chǔ)知識和基本技能的靈活運用和思維過程的具體表達(dá),是解題思維活動的重要組成部分。第四階段的反思問題往往容易為人們所忽視,它是發(fā)展數(shù)學(xué)思維的一個重要方面,是一個思維活動過程的結(jié)束包含另一個新的思維活動過程的開始。通過以下探索途徑來提高解題能力:研究問題的條件時,在需要與可能的情況下,可畫出相應(yīng)圖形或思路圖幫助思考。因為這意味著你對題的整個情境有了清晰的具體的了解。清晰地理解情境中的各個元素;一定要弄清楚其中哪些元素是給定了的,即已知的,哪些是所求的,即未知的。深入地分析并思考習(xí)題敘述中的每一個符號、術(shù)語的含義,從中找出習(xí)題的重要元素,要圖中標(biāo)出(用直觀符號)已知元素和未知元素,并試著改變一下題目中(或圖中)各元素的位置,看看能否有重要發(fā)現(xiàn)。盡可能從整體上理解題目的條件,找出它的特點,聯(lián)想以前是否遇到過類似題目。仔細(xì)考慮題意是否有其他不同理解。題目的條件有無多余的、互相矛盾的內(nèi)容?是否還缺少條件?認(rèn)真研究題目提出的目標(biāo)。通過目標(biāo)找出哪些理論的法則同題目或其他元素有聯(lián)系。如果在解題中發(fā)現(xiàn)有你熟悉的一般數(shù)學(xué)方法,就盡可能用這種方法的語言表示題的元素,以利于解題思路的展開。以上途徑特別有利于開始解題者能迅速“登堂入室”,找到解題的起步點。在制定計劃尋求解法階段,最好利用下面這套探索方法:設(shè)法將題目與你會解的某一類題聯(lián)系起來?;蛘弑M可能找出你熟悉的、最符合已知條件的解題方法。記住:題的目標(biāo)是尋求解答的主要方向。在仔細(xì)分析目標(biāo)時即可嘗試能否用你熟悉的方法去解題。解了幾步后可將所得的局部結(jié)果與問題的條件、結(jié)論作比較。用這種辦法檢查解題途徑是否合理,以便及時進(jìn)行修正或調(diào)整。嘗試能否局部地改變題目,換種方法敘述條件,故意簡化題的條件(也就是編擬條件簡化了的同類題)再求其解。再試試能否擴(kuò)大題目條件(編一個更一般的題目),并將與題有關(guān)的概念用它的定義加以替代。分解條件,盡可能將分成部分重新組合,擴(kuò)大騍條件的理解。嘗試將題分解成一串輔助問題,依次解答這些輔助問題即可構(gòu)成所給題目的解。研究題的某些部分的極限情況,考察這樣會對基本目標(biāo)產(chǎn)生什么影響。改變題的一部分,看對其他部分有何影響;依據(jù)上面的“影響”改變題的某些部分所出現(xiàn)的結(jié)果,嘗試能否對題的目標(biāo)作出一個“展望”。萬一用盡方法還是解不出來,你就從課本中或科普數(shù)學(xué)小冊子中找一個同類題,研究分析其現(xiàn)成答案,從中找出解題的有益啟示。*************************************************************附錄:波利亞給出了詳細(xì)的“怎樣解題”表,在這張表中啟發(fā)你找到解題途徑的一連串問句與建議,來表示思維過程的正確搜索程序,其解題思想的核心在于不斷地變換問題,連續(xù)地簡化問題,把數(shù)學(xué)解題看成為問題化歸的過程,即最終歸結(jié)為熟悉的基本問題加以解決。怎樣解題G.波利亞第一:你必須弄清問題弄清問題:未知數(shù)是什么?已知數(shù)據(jù)是什么?條件是什么?滿足條件是否可能?要確定未知數(shù),條件是否充分?或者它是否不充分?或者是多余的?或者是矛盾的?把條件的各部分分開。你能否把它們寫下來?第二:找出已知數(shù)與未知數(shù)之間的聯(lián)系。如果找不出直接的聯(lián)系,你可能不得不考慮輔助問題,你應(yīng)該最終得出一個求解的計劃。擬訂計劃:你以前見過它嗎?你是否見過相同的問題而形式稍有不同?你是否知道與此有關(guān)的問題?你是否知道一個可能用得上的定理?看著未知數(shù)!試想出一個具有相同未知數(shù)或相似未知數(shù)的熟悉的問題。這里有一個與你現(xiàn)在的問題有關(guān),且早已解決的問題。你能不能利用它?你能利用它的結(jié)果嗎?你能利用它的方法嗎?為了利用它,你是否應(yīng)該引入某些輔助元素?你能不能重新敘述這個問題?你能不能用不同的方法重新敘述它?回到定義去。如果你不能解決所提出的問題,可先解決一個與此有關(guān)的問題。你能不能想出一個更容易著手的有關(guān)問題?一個更普遍的問題?一個更特殊的問題?一個類比的問題?你能否解決這個問題的一部分?僅僅保持條件的一部分而舍去其余部分,這樣對于未知數(shù)能確定到什么程度?它會怎樣變化?你能不能從已知數(shù)據(jù)導(dǎo)出某些有用的東西?你能不能想出適于確定未知數(shù)的其它數(shù)據(jù)?如果需要的話,你能不能改變未知數(shù)或數(shù)據(jù),或者二者都改變,以使新未知數(shù)和新數(shù)據(jù)彼此更接近?你是否利用了所有的已知數(shù)據(jù)?你是否利用了整個條件?你是否考慮了包含在問題中的所有必要的概念?第三:實現(xiàn)你的計劃實現(xiàn)計劃:實現(xiàn)你的求解計劃,檢驗每一步驟。你能否清楚地看出這一步驟是否正確的?你能否證明這一步驟是正確的?第四:驗證所得的解回顧:你能否檢驗這個論證?你能否用別的方法導(dǎo)出這個結(jié)果?你能不能一下子看出來?你能不能把這個結(jié)果或方法用于其它的問題?數(shù)學(xué)解題方法一、換元法“換元”的思想和方法,在數(shù)學(xué)中有著廣泛的應(yīng)用,靈活運用換元法解題,有助于數(shù)量關(guān)系明朗化,變繁為簡,化難為易,給出簡便、巧妙的解答。在解題過程中,把題中某一式子如f(x),作為新的變量y或者把題中某一變量如x,用新變量t的式子如g(t)替換,即通過令f(x)=y或x=g(t)進(jìn)行變量代換,得到結(jié)構(gòu)簡單便于求解的新解題方法,通常稱為換元法或變量代換法。用換元法解題,關(guān)鍵在于根據(jù)問題的結(jié)構(gòu)特征,選擇能以簡馭繁,化難為易的代換f(x)=y或x=g(t)。就換元的具體形式而論,是多種多樣的,常用的有有理式代換,根式代換,指數(shù)式代換,對數(shù)式代換,三角式代換,反三角式代換,復(fù)變量代換等,宜在解題實踐中不斷總結(jié)經(jīng)驗,掌握有關(guān)的技巧。例如,用于求解代數(shù)問題的三角代換,在具體設(shè)計時,宜遵循以下原則:(1)全面考慮三角函數(shù)的定義域、值域和有關(guān)的公式、性質(zhì);(2)力求減少變量的個數(shù),使問題結(jié)構(gòu)簡單化;(3)便于借助已知三角公式,建立變量間的內(nèi)在聯(lián)系。只有全面考慮以上原則,才能謀取恰當(dāng)?shù)娜谴鷵Q。換元法是一種重要的數(shù)學(xué)方法,在多項式的因式分解,代數(shù)式的化簡計算,恒等式、條件等式或不等式的證明,方程、方程組、不等式、不等式組或混合組的求解,函數(shù)表達(dá)式、定義域、值域或最值的推求,以及解析幾何中的坐標(biāo)替換,普通方程與參數(shù)方程、極坐標(biāo)方程的互化等問題中,都有著廣泛的應(yīng)用。二、消元法對于含有多個變數(shù)的問題,有時可以利用題設(shè)條件和某些已知恒等式(代數(shù)恒等式或三角恒等式),通過適當(dāng)?shù)淖冃?,消去一部分變?shù),使問題得以解決,這種解題方法,通常稱為消元法,又稱消去法。消元法是解方程組的基本方法,在推證條件等式和把參數(shù)方程化成普通方程等問題中,也有著重要的應(yīng)用。用消元法解題,具有較強(qiáng)的技巧性,常常需要根據(jù)題目的特點,靈活選擇合適的消元方法。三、待定系數(shù)法按照一定規(guī)律,先寫出問題的解的形式(一般是指一個算式、表達(dá)式或方程),其中含有若干尚待確定的未知系數(shù)的值,從而得到問題的解。這種解題方法,通常稱為待定系數(shù)法;其中尚待確定的未知系數(shù),稱為待定系數(shù)。確定待定系數(shù)的值,有兩種常用方法:比較系數(shù)法和特殊值法。(一)比較系數(shù)法比較系數(shù)法,是指通過比較恒等式兩邊多項式的對應(yīng)項系數(shù),得到關(guān)于待定系數(shù)的若干關(guān)系式(通常是多元方程組),由此求得待定系數(shù)的值。比較系數(shù)法的理論根據(jù),是多項式的恒等定理:兩個多項式恒等的充分必要條件是對應(yīng)項系數(shù)相等,即a0xn+a1xn-1+…+an≡b0xn+b1xn-1+…+bn的充分必要條件是a0=b0,a1=b1,……an=bn。(二)特殊值法特殊值法,是指通過取字母的一些特定數(shù)據(jù)值代入恒等式,由左右兩邊數(shù)值相等得到關(guān)于待定系數(shù)的若干關(guān)系式,由此求得待定系數(shù)的值。特殊值法的理論根據(jù),是表達(dá)式恒等的定義:兩個表達(dá)式恒等,是指用字母容許值集內(nèi)的任意值代替表達(dá)式中的字母,恒等式左右兩邊的值總是相等的。待定系數(shù)法是一種常用的數(shù)學(xué)方法,主要用于處理涉及多項式恒等變形問題,如分解因式、證明恒等式、解方程、將分式表示為部分分式、確定函數(shù)的解析式和圓錐曲線的方程等。四、判別式法實系數(shù)一元二次方程ax2+bx+c=0(a≠0)①的判別式△=b2-4ac具有以下性質(zhì):>0,當(dāng)且僅當(dāng)方程①有兩個不相等的實數(shù)根△=0,當(dāng)且僅當(dāng)方程①有兩個相等的實數(shù)根;<0,當(dāng)且僅當(dāng)方程②沒有實數(shù)根。對于二次函數(shù)y=ax2+bx+c(a≠0)②它的判別式△=b2-4ac具有以下性質(zhì):>0,當(dāng)且僅當(dāng)拋物線②與x軸有兩個公共點;△=0,當(dāng)且僅當(dāng)拋物線②與x軸有一個公共點;<0,當(dāng)且僅當(dāng)拋物線②與x軸沒有公共點。利用判別式是中學(xué)數(shù)學(xué)的一種重要方法,在探求某些實變數(shù)之間的關(guān)系,研究方程的根和函數(shù)的性質(zhì),證明不等式,以及研究圓錐曲線與直線的關(guān)系等方面,都有著廣泛的應(yīng)用。在具體運用判別式時,①②中的系數(shù)都可以是含有參數(shù)的代數(shù)式。從總體上說,解答數(shù)學(xué)題,即需要富有普適性的策略作宏觀指導(dǎo),也需要各種具體的方法和技巧進(jìn)行微觀處理,只有把策略、方法、技巧和諧地結(jié)合起來,創(chuàng)造性地加以運用,才能成功地解決面臨的問題,獲取良好的效果。五、分析法與綜合法分析法和綜合法源于分析和綜合,是思維方向相反的兩種思考方法,在解題過程中具有十分重要的作用。在數(shù)學(xué)中,又把分析看作從結(jié)果追溯到產(chǎn)生這一結(jié)果的原因的一種思維方法,而綜合被看成是從原因推導(dǎo)到由原因產(chǎn)生的結(jié)果的另一種思維方法。通常把前者稱為分析法,后者稱為綜合法。具體的說,分析法是從題目的等證結(jié)論或需求問題出發(fā),一步一步的探索下去,最后達(dá)到題設(shè)的已知條件;綜合法則是從題目的已知條件出發(fā),經(jīng)過逐步的邏輯推理,最后達(dá)到待證的結(jié)論或需求問題。六、數(shù)學(xué)模型法數(shù)學(xué)模型法,是指把所考察的實際問題,進(jìn)行數(shù)學(xué)抽象,構(gòu)造相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型,通過對數(shù)學(xué)模型的研究,使實際問題得以解決的一種數(shù)學(xué)方法。利用數(shù)學(xué)模型法解答實際問題(包括數(shù)學(xué)應(yīng)用題),一般要做好三方面的工作:建模。根據(jù)實際問題的特點,建立恰當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)模型。從總體上說,建模的基本手段,是數(shù)學(xué)抽象方法。建模的具體過程,大體包括以下幾個步驟:1o考察實際問題的基本情形。分析問題所及的量的關(guān)系,弄清哪些是常量,哪些是變量,哪些是已知量,哪些是未知量;了解其對象與關(guān)系結(jié)構(gòu)的本質(zhì)屬性,確定問題所及的具體系統(tǒng)。2o分析系統(tǒng)的矛盾關(guān)系。從實際問題的特定關(guān)系和具體要求出發(fā),根據(jù)有關(guān)學(xué)科理論,抓住主要矛盾,考察主要因素和量的關(guān)系。3o進(jìn)行數(shù)學(xué)抽象。對事物對象及諸對象間的關(guān)系進(jìn)行抽象,并用有關(guān)的數(shù)學(xué)概念、符號和表達(dá)式去刻畫事物對象及其關(guān)系。如果現(xiàn)有的數(shù)學(xué)工具不夠用,可以根據(jù)實際情況,建立新的數(shù)學(xué)概念和數(shù)學(xué)方法去表現(xiàn)數(shù)學(xué)模型。(2)推理、演算。在所得到的數(shù)學(xué)模型上,進(jìn)行邏輯推理或數(shù)學(xué)演算,求出相應(yīng)的數(shù)學(xué)結(jié)果。評價、解釋。對求得的數(shù)學(xué)結(jié)果進(jìn)行深入討論,作出評價和解釋,返回到原來的實際問題中去,形成最終的解答。七、試驗法解答數(shù)學(xué)題,需要多方面的信息。數(shù)學(xué)中的各種試驗,常常能給人以有益的信息,為分析問題和解決問題提供必要的依據(jù)。用試驗法處理數(shù)學(xué)問題時,必須從問題的實際情形出發(fā),結(jié)合有關(guān)的數(shù)學(xué)知識,恰當(dāng)選擇試驗的對象和范圍;在制定試驗方案時,要全面考慮試驗的各種可能情形,不能有所遺漏;在實施試驗方案時,要講究試驗技巧,充分利用各次試驗所提供的信息,以縮小試驗范圍,減少試驗次數(shù),盡快找出原題的解答。任何試驗都和觀察相聯(lián)系。觀察依賴于試驗,試驗離不開觀察。因此,要用好試驗法,必須勤于觀察,善于觀察,有目的、有計劃、有條理地進(jìn)行觀察。八、分類法分類法是數(shù)學(xué)中的一種基本方法,對于提高解題能力,發(fā)展思維的縝密性,具有十分重要的意義。不少數(shù)學(xué)問題,在解題過程中,常常需要借助邏輯中的分類規(guī)則,把題設(shè)條件所確定的集合,分成若干個便于討論的非空真子集,然后在各個非空真子集內(nèi)進(jìn)行求解,直到獲得完滿的結(jié)果。這種把邏輯分類思想移植到數(shù)學(xué)中來,用以指導(dǎo)解題的方法,通常稱為分類或分域法。用分類法解題,大體包含以下幾個步驟:第一步:根據(jù)題設(shè)條件,明確分類的對象,確定需要分類的集合A;第二步:尋求恰當(dāng)?shù)姆诸惛鶕?jù),按照分類的規(guī)則,把集合A分為若干個便于求解的非空真子集A1,A2,…An;第三步:在子集A1,A2,…An內(nèi)逐類討論;第四步:綜合子集內(nèi)的解答,歸納結(jié)論。以上四個步驟是相互聯(lián)系的,尋求分類的根據(jù),是其中的一項關(guān)鍵性的工作。從總體上說,分類的主要依據(jù)有:分類敘述的定義、定理、公式、法則,具有分類討論位置關(guān)系的幾何圖形,題目中含有某些特殊的或隱含的分類討論條件等。在實際解題時,僅憑這些還不夠,還需要有較強(qiáng)的分類意識,需要思維的靈活性和縝密性,特別要善于發(fā)掘題中隱含的分類條件。九、數(shù)形結(jié)合法數(shù)形結(jié)合,是研究數(shù)學(xué)的一個基本觀點,對于溝通代數(shù)、三角與幾何的內(nèi)在聯(lián)系,具有重要的指導(dǎo)意義。理解并掌握數(shù)形結(jié)合法,有助于增強(qiáng)人們的數(shù)學(xué)素養(yǎng),提高分析問題和解決問題的能力。數(shù)和形這兩個基本概念,是數(shù)學(xué)的兩塊基石。數(shù)學(xué)就是圍繞這兩個概念發(fā)展起來的。在數(shù)學(xué)發(fā)展的進(jìn)程中,數(shù)和形常常結(jié)合在一起,在內(nèi)容上互相聯(lián)系,在方法上互相滲透,在一定條件下可以互相轉(zhuǎn)化。數(shù)形結(jié)合的基本思想,是在研究問題的過程中,注意把數(shù)和形結(jié)合起來考察,斟酌問題的具體情形,把圖形性質(zhì)的問題轉(zhuǎn)化為數(shù)量關(guān)系的問題,或者把數(shù)量關(guān)系的問題轉(zhuǎn)化為圖形性質(zhì)的問題,使復(fù)雜問題簡單化,抽象問題具體化,化難為易,獲得簡便易行的成功方案。中學(xué)數(shù)學(xué)中,數(shù)形結(jié)合法包含兩個方面的內(nèi)容:一是運用代數(shù)、三角知識,通過對數(shù)量關(guān)系的討論,去處理幾何圖形問題;二是運用幾何知識,通過對圖形性質(zhì)的研究,去解決數(shù)量關(guān)系的問題。就具體方法而論,前者常用的方法有解析法、三角法、復(fù)數(shù)法、向量法等;后者常用的方法主要是圖解法。十、反證法與同一法反證法和同一法是間接證明的兩種方法,在解題中有著廣泛的應(yīng)用。(一)反證法是一種重要的證明方法。這里主要研究反證法的邏輯原理、解題步驟和適用范圍。反證法的解題步驟:第一步:反設(shè)。假設(shè)命題結(jié)論不成立,即假設(shè)原結(jié)論的反面為真。第二步:歸謬。由反設(shè)和已知條件出發(fā),經(jīng)過一系列正確的邏輯推理,得出矛盾結(jié)果。這里所說的矛盾結(jié)果,通常是指推出的結(jié)果與已知公理、定義、定理、公式矛盾,與已知條件矛盾,與臨時假設(shè)矛盾,以及自相矛盾等各種情形。第三步:存真。由矛盾結(jié)果,斷定反設(shè)不真,從而肯定原結(jié)論成立。反證法的三個步驟是互相聯(lián)系的。反設(shè)是前提,歸謬是關(guān)鍵,存真是目的。只有正確地作出反設(shè),合乎邏輯地進(jìn)行推導(dǎo),才能間接地證出原題。十一、同一法互逆的兩個命題未必等效。但是,當(dāng)一個命題條件和結(jié)論都唯一存在,它們所指的概念是同一概念時,這個命題和它的逆命題等效。這個道理通常稱為同一原理。對于符合同一原理的命題,當(dāng)直接證明有困難時,可以改證和它等效的逆命題,只要它的逆命題正確,這個命題就成立。這種證明方法叫做同一法。同一法常用于證明符合同一原理的幾何命題。應(yīng)用同一法解題,一般包括下面幾個步驟:第一步:作出符合命題結(jié)論的圖形。第二步:證明所作圖形符合已知條件。第三步:根據(jù)唯一性,確定所作的圖形與已知圖形重合。第四步:斷定原命題的真實性。三、《高考數(shù)學(xué)解題專項訓(xùn)練》(選擇題)(一)數(shù)學(xué)選擇題的解題思路要想確保在有限的時間內(nèi),對10多條選擇題作出有效的抉擇,明晰解題思路是十分必要的。一般說來,數(shù)學(xué)選擇題有著特定的解題思路,具體概括如下:1、仔細(xì)審題,吃透題意審題是正確解題的前題條件,通過審題,可以掌握用于解題的第一手資料——已知條件,弄清題目要求。審題的第一個關(guān)鍵在于:將有關(guān)概念、公式、定理等基礎(chǔ)知識加以集中整理。凡在題中出現(xiàn)的概念、公式、性質(zhì)等內(nèi)容都是平時理解、記憶、運用的重點,也是我們在解選擇題時首先需要回憶的對象。審題的第二個關(guān)鍵在于:發(fā)現(xiàn)題材中的“機(jī)關(guān)”———題目中的一些隱含條件,往往是該題“價值”之所在,也是我們失分的“隱患”。除此而外,審題的過程還是一個解題方法的抉擇過程,開拓的解題思路能使我們心涌如潮,適宜的解題方法則幫助我們事半功倍。2、反復(fù)析題,去偽存真析題就是剖析題意。在認(rèn)真審題的基礎(chǔ)上,對全題進(jìn)行反復(fù)的分析和解剖,從而為正確解題尋得路徑。因此,析題的過程就是根據(jù)題意,聯(lián)系知識,形成思路的過程。由于選擇題具有相近、相關(guān)的特點,有時“真作假時假亦真”,對于一些似是而非的選項,我們可以結(jié)合題目,將選項逐一比較,用一些“虛擬式”的“如果”,加以分析與驗證,從而提高解題的正確率。3、抓往關(guān)鍵,全面分析在解題過程中,通過審題、析題后找到題目的關(guān)鍵所在是十分重要的,從關(guān)鍵處入手,找突破口,聯(lián)系知識進(jìn)行全面的分析形成正確的解題思路,就可以化難為易,化繁為簡,從而解出正確的答案。4、反復(fù)檢查,認(rèn)真核對在審題、析題的過程中,由于思考問題不全面,往往會導(dǎo)致“失根”、“增根”等錯誤,因而,反復(fù)地檢查,認(rèn)真地進(jìn)行核對,也是解選擇題必不可少的步驟之一。(二)數(shù)學(xué)選擇題的解題方法當(dāng)然,僅僅有思路還是不夠的,“解題思路”在某種程度上來說,屬于理論上的“定性”,要想解具體的題目,還得有科學(xué)、合理、簡便的方法。有關(guān)選擇題的解法的研究,可謂是仁者見仁,智者見智。其中不乏真知灼見,現(xiàn)選擇部分實用性較強(qiáng)的方法,供參考:直接法有些選擇題是由計算題、應(yīng)用題、證明題、判斷題改編而成的。這類題型可直接從題設(shè)的條件出發(fā),利用已知條件、相關(guān)公式、公理、定理、法則,通過準(zhǔn)確的運算、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)耐评怼⒑侠淼尿炞C得出正確的結(jié)論,從而確定選擇支的方法。篩選法數(shù)學(xué)選擇題的解題本質(zhì)就是去偽存真,舍棄不符合題目要求的錯誤答案,找到符合題意的正確結(jié)論??赏ㄟ^篩除一些較易判定的的、不合題意的結(jié)論,以縮小選擇的范圍,再從其余的結(jié)論中求得正確的答案。如篩去不合題意的以后,結(jié)論只有一個,則為應(yīng)選項。特殊值法有些選擇題,用常規(guī)方法直接求解比較困難,若根據(jù)答案中所提供的信息,選擇某些特殊情況進(jìn)行分析,或選擇某些特殊值進(jìn)行計算,或?qū)⒆帜竻?shù)換成具體數(shù)值代入,把一般形式變?yōu)樘厥庑问?,再進(jìn)行判斷往往十分簡單。驗證法通過對試題的觀察、分析、確定,將各選擇支逐個代入題干中,進(jìn)行驗證、或適當(dāng)選取特殊值進(jìn)行檢驗、或采取其他驗證手段,以判斷選擇支正誤的方法。圖象法在解答選擇題的過程中,可先根椐題意,作出草圖,然后參照圖形的作法、形狀、位置、性質(zhì),綜合圖象的特征,得出結(jié)論。試探法對于綜合性較強(qiáng)、選擇對象比較多的試題,要想條理清楚,可以根據(jù)題意建立一個幾何模型、代數(shù)構(gòu)造,然后通過試探法來選擇,并注意靈活地運用上述多種方法。2、函數(shù)y=f(x)是R上的增函數(shù),則a+b>0是f(a)+f(b)>f(-a)+f(-b)的(C)條件。(A)充分不必要(B)必要不充分(C)充要(D)不充分不必要點評:由a+b>0可知,a>-b,b>-a,又y=f(x)在R上為增函數(shù),故f(a)>f(b),f(b)>f(-a),反過來,由增函數(shù)的概念也可推出,a+b>(-a)+(-b)。3、函數(shù)g(x)=x2,若a≠0且a∈R,則下列點一定在函數(shù)y=g(x)的圖象上的是(D)。(A)(-a,-g(-a))(B)(a,g(-a))(C)(a,-g(a))(D)(-a,-g(a))點評:本題從函數(shù)的奇偶性入手,先看括號內(nèi)函數(shù)的奇偶性為奇函數(shù),得到該復(fù)合函數(shù)為奇函數(shù),再根據(jù)g(-x)=-g(x),取x=a和x=-a加以驗證。6、若=9,則實數(shù)a等于(B)。(A)(B)(C)-(D)-點評:通過觀察可知a<1(如a>1,則數(shù)值為負(fù)),且求和的各項成等比,因此可以運用無窮遞縮等比數(shù)列求和公式(其中q=a,a1=4)。8、下列命題中,正確的是(D)。(A)y=arccosx是偶函數(shù)(B)arcsin(sinx)=x,x∈R(C)sin(arcsin)=(D)若-1<x<0,則-<arcsinx<0點評:反三角函數(shù)的概念、公式的理解與運用。注意:arccos(-x)=Πx(當(dāng)-<x<-時)-arccosx,arcsin(sinx)=x’且sinx=sinx’(當(dāng)-<x’<-時)84、函數(shù)y=的值域是(B)。(A){-2,4}(B){-2,0,4}(C){-2,0,2,4}(D){-4,-2,0,4}點評:分象限討論。107、方程ax+by+c=0與方程2ax+2by+c+1=0表示兩條平行直線的充要條件是(C)。(A)ab>0,c≠1(B)ab<0,c≠1(C)a2+b2≠0,c≠1(D)a=b=c=2點評:兩直線平行的充要條件。139、lg9·lg11與1的大小關(guān)系是(C)。(A)lg9·lg11>1(B)lg9·lg11=1(C)lg9·lg11<1(D)不能確定點評:lg10·lg10=1144、如果xn=(1-)(1-)(1-)……(1-),則xn等于(A)。(A)0(B)1(C)(D)不確定點評:交錯項相約。145、數(shù)列的通項公式是an=(1-2x)n,若an存在,則x的取值范圍是(C)。(A)[0,](B)[0,-](C)[0,1](D)[0,-1]點評:極限的概念。150、已知f(n)=in-i-n(i2=-1,n∈N),則集合{f(n)}的元素的個數(shù)是(B)。(A)2(B)3(C)無數(shù)個(D)以上答案都不對點評:分類討論。n=4k、4k+1、4k+2、4k+3。151、若ω是1的n次虛根,則ω+ω2+ω3+……+ωn-1的值是(C)。(A)n-1(B)n(C)-1(D)0點評:(ω+ω2+ω3+…+ωn-1+ωn)-(1+ω+ω2+ω3+…+ωn-1)152、不等式x2-x+1>0的解集是(B)。(A){x|x<或x>}(B)R(C)(D)以上都不對點評:。因為x2-x+1=(x-1/2)2+3/4,所以無論x取何值,不等式均成立215、某林場原有森林木材存量為a,木材以每年25%的增長率增長,而每年冬天需砍伐木材量為x,為了實現(xiàn)經(jīng)過20年達(dá)到木材存量至少翻兩番的目標(biāo),且每年盡可能多提供木材,則x的最大值是(C)。(取lg2=0.3)(A)a(B)a(C)a(D)a點評:找等量關(guān)系式,注意區(qū)分變量與定量。216、在復(fù)平面上,復(fù)數(shù)z滿足arg(z+3)=,則的最大值是(B)。(A)(B)(C)(D)與z的輻角有關(guān)點評:化求最大值為考慮最小值。243、能使點P(m,n)與點Q(n+1,m-1)成軸對稱的位置關(guān)系的對稱軸的方程是(C)。(A)x+y+1=0(B)x+y-1=0(C)x-y-1=0(D)x-y+1=0點評:垂直、中點代入驗證。244、項數(shù)為2m的等比數(shù)列,中間兩項是方程x2+px+q=0的兩根,那么這個數(shù)列的所有項的積為(B(A)-mp(B)qm(C)pq(D)不同于以上的答案點評:等比數(shù)列的性質(zhì)。249、設(shè)滿足下列條件的函數(shù)f(x)的集合為M,當(dāng)|x1|≤1,|x2|≤1時,|f(x1)-f(x2)|≤4|x1-x2|,若有函數(shù)g(x)=x2+2x-1,則函數(shù)g(x)與集合M的關(guān)系是(B)。(A)g(x)M(B)g(x)∈M(C)g(x)M(D)不能確定點評:當(dāng)|x1|≤1,|x2|≤1時,|g(x1)-g(x2)|≤4|x1-x2|,g(x)是元素。7、設(shè)求證:證:∵∴∴∴12、已知水渠在過水?dāng)嗝婷娣e為定值的情況下,過水濕周越小,其流量越大.現(xiàn)有以下兩種設(shè)計,如圖:圖①的過水?dāng)嗝鏋榈妊鰽BC,AB=BC,過水濕周圖②的過水?dāng)嗝鏋榈妊菪巍危^水濕周.若與梯形ABCD的面積都為S,(I)分別求的最小值;(II)為使流量最大,給出最佳設(shè)計方案.解(Ⅰ)在圖①中,設(shè),.則.由于、、皆為正值,可解得.當(dāng)且僅當(dāng),即時取等號.所以.在圖②中,設(shè),.可求得,解得..當(dāng)且僅當(dāng),即時取等號.(Ⅱ)由于,則的最小值小于的最小值.所以在方案②中當(dāng)取得最小值時的設(shè)計為最佳方案.13、已知:如圖,射線OA為y=2x(x>0),射線OB為y=–2x(x>0),動點P(x,y)在的內(nèi)部,于N,四邊形ONPM的面積為2..(I)動點P的縱坐標(biāo)y是其橫坐標(biāo)x的函數(shù),求這個函數(shù)y=f(x)的解析式;(II)確定y=f(x)的定義域.解:(Ⅰ)設(shè),.則,由動點在的內(nèi)部,得.∴,∴∴①又,分別解得,代入①式消去、,并化簡得.∵,∴.(Ⅱ)由在內(nèi)部,得.又垂足必須在射線上,否則、、、四點不能構(gòu)成四邊形,所以還必須滿足條件∴所以的定義域為14、解關(guān)于x的不等式:loga(x2-x-2)>loga(x-)+1(a>0,a≠1)解:原不等式等價于……① 1°當(dāng)時,①式可化為 從而即∴ 2°當(dāng)時,①式可化為 從而即∴Φ 綜上所述,當(dāng)時,原不等式的解集為;當(dāng)時,不等式的解集為Φ15、在三角形ABC中,三內(nèi)角滿足A+C=2B,,求cos的值解:∵A+C=2B,∴A+C=120°,B=60° 又∵,∴ ∴ 即 令,則上式為 ∴∵,∴ 16、已知復(fù)數(shù)z1=2-x+xi,z2=y(tǒng)—1+(-y)i,x、y屬于R,若|z1|=|z2|且argz1/z2=90o,求的值解:∵∴∴ ∴ 解得 ∴, ∴ ∴ ABoCDD'D'A'B'C'17、如圖,平行六面體ABCD-A'B'C'D'中,AC=2,BC=AA'=A'C=2,∠ABC=90ABoCDD'D'A'B'C'解:(I)連,則平面于 ……1分(文1分)∴就是側(cè)棱與底面所成的角
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