蘭詩全
解數(shù)學(xué)題時,在仔細(xì)分析題目的條件后,有時需要提出假設(shè),借助于假設(shè)的條件,通過適當(dāng)?shù)慕忸}方法,使問題得到解決.如果假設(shè)不合理,就會導(dǎo)致解題錯誤或解題過程繁瑣.為了使解題正確、過程簡明,我們需要關(guān)注假設(shè)的存在性、可靠性、等價性和簡捷性.
一、關(guān)注假設(shè)的存在性
在解決有關(guān)存在性問題時,常用分析法先假設(shè)符合條件的對象存在,然后推理求得結(jié)論.然而,所得結(jié)論只是必要條件,還需要對它進(jìn)行檢驗(yàn),使之成為充要條件,即在解決這類存在性問題時,一定要關(guān)注假設(shè)的存在性.
例1 已知雙曲線x2- =1,過點(diǎn)A(1,1) 能否作直線l與所給雙曲線交于P,Q兩點(diǎn),且點(diǎn)A是線段PQ的中點(diǎn)?說明理由.
錯解 假設(shè)滿足條件的直線l存在,點(diǎn)P的坐標(biāo)為(x1,y1),點(diǎn)Q的坐標(biāo)為(x2,y2),則x21- =1,x22- =1.兩式作差后整理得2(x1+x2)(x1-x2)-(y1+y2)(y1-y2)=0.
由點(diǎn)A是線段PQ的中點(diǎn),可知x1+x2 =2,y1+y2 =2,所以 =2,即直線l的斜率k=2.故直線l的方程為y -1=2(x-1),即y =2x-1.
錯誤分析 錯解在利用點(diǎn)差法求出中點(diǎn)弦的方程后,忽略對直線與雙曲線相交的檢驗(yàn).相交是直線存在的前提,這是值得關(guān)注的.
正解 同上得到直線l的方程為y =2x-1.
由y =2x-1,x2- =1,得2x2- 4x+3=0.因?yàn)棣?(-4)2-4×2×3<0,所以滿足條件的直線l不存在.
二、關(guān)注假設(shè)的可靠性
在數(shù)學(xué)解題中,要準(zhǔn)確把握概念、定理、公式、性質(zhì)等,要深刻理解、靈活應(yīng)用、可靠假設(shè),這是正確解題的保證.
例2 設(shè)Sn,Tn分別為等差數(shù)列{an},{bn}的前n項(xiàng)和,若對一切自然數(shù)n,有 = ,求 的值.
錯解 因?yàn)?= ,可以設(shè)Sn=k(7n+1),Tn=k(4n+27)(k為不等于0的實(shí)數(shù)),所以a11=S11-S10 =k(7×11+1)-k(7×10+1)=7k,b11=T11-T10 =k(4×11+27)-k(4×10+27)=4k.
于是可得 = .
錯誤分析 當(dāng){an}為等差數(shù)列,公差d≠0時,數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和Sn=An2+Bn,即Sn是關(guān)于n的二次函數(shù),且常數(shù)項(xiàng)為0.可是,錯解中的假設(shè)Sn=k·(7n+1),Tn=k(4n+27)(k為不等于0的常數(shù))不滿足Sn是關(guān)于n的二次函數(shù)這個條件.假設(shè)不可靠,因而導(dǎo)致錯誤.
正解 設(shè)Sn=kn(7n+1),Tn=kn(4n+27),k≠0,則a11=S11-S10=11k(7×11+1)-10k(7×10+1)=148k,b11=T11-T10=11k(4×11+27)-10k(4×10+27)=111k.
于是可得 = = .
三、關(guān)注假設(shè)的等價性
在數(shù)學(xué)解題中,根據(jù)解題的需要,合理的假設(shè)可以架起已知與未知間的橋梁,達(dá)到化繁為簡、化難為易的目的.但是在運(yùn)用的過程中,一定要關(guān)注假設(shè)的等價性,這樣才能保證解題的準(zhǔn)確性.
例3 若M,N是橢圓C: +y2=1上的兩點(diǎn), · =0,求|MN|的最小值.
錯解 設(shè)點(diǎn)M的坐標(biāo)為( cos θ,sin θ).由 · = 0,可知點(diǎn)N的坐標(biāo)為(- sin θ,cos θ).
|MN|= = .
于是可知當(dāng)θ= 或θ= 時,|MN|取得最小值,且最小值為 .
錯誤分析 該解法錯將參數(shù)方程x=acos θ,y=bsin θ中的點(diǎn)M的離心角θ看成是直線OM的傾斜角,得出點(diǎn)N的坐標(biāo)是錯誤的,關(guān)鍵是假設(shè)未能與已知等價.
正解 由M,N是橢圓C: +y2=1上的兩點(diǎn)且OM⊥ON,可設(shè)點(diǎn)M的坐標(biāo)為(r1cos θ,r1sin θ)(θ為OM的傾斜角),點(diǎn)N的坐標(biāo)為(r2cos(θ+ ),r2sin(θ+ )),即點(diǎn)N的坐標(biāo)為(-r2sin θ,r2cos θ).
將點(diǎn)M,N的坐標(biāo)分別代入橢圓的方程,得r21·( +sin2θ)=1,r22( +cos2θ)=1,從而得 + = +1= .
又(r21+r22)( + )=2+ + ≥2+2=4,即(r21+r22)· ≥4,所以r21+r22≥3.
所以,|MN|2= r21+r22≥3,即|MN|≥ .故|MN|的最小值為 .
四、關(guān)注假設(shè)的簡捷性
有時,一個問題的設(shè)法有多種.如果不加分析,盲目而設(shè),就可能導(dǎo)致解題過程繁瑣,甚至出現(xiàn)錯解.選對設(shè)法,可以給解題帶來很大的方便,顯示出數(shù)學(xué)的簡捷美.
例4 已知動直線l:y=k(x+2 )與圓O:x2+y2=4相交于A,B兩點(diǎn),O為坐標(biāo)原點(diǎn),求△ABO的面積S的最大值.
分析 由題意容易想到,令k為自變量,建立S關(guān)于k的函數(shù)關(guān)系式:
S(k)= (-1 若通過此式來求S的最大值,則會出現(xiàn)復(fù)雜的計(jì)算,同學(xué)們不妨一試.在考試時,利用這種思路解題,即使求出結(jié)果,也是隱性失分,因?yàn)檫@樣會嚴(yán)重占用其他題的解答時間. 若轉(zhuǎn)換視角,更新思路,視∠AOB為變量,則有以下簡捷的優(yōu)解. 解 設(shè)∠AOB=θ,則S(θ)= ×2×2sin θ =2sin θ(0<θ<π).當(dāng)θ = 時,Smax=2. 總之,數(shù)學(xué)解題常常離不開假設(shè),不但要會設(shè)、設(shè)對,更要追求簡設(shè)、巧設(shè).只有這樣,同學(xué)們才能減少許多不應(yīng)有的錯誤,提高解題的正確率和解題的能力.(責(zé)任編校?筑馮琪)
解數(shù)學(xué)題時,在仔細(xì)分析題目的條件后,有時需要提出假設(shè),借助于假設(shè)的條件,通過適當(dāng)?shù)慕忸}方法,使問題得到解決.如果假設(shè)不合理,就會導(dǎo)致解題錯誤或解題過程繁瑣.為了使解題正確、過程簡明,我們需要關(guān)注假設(shè)的存在性、可靠性、等價性和簡捷性.
一、關(guān)注假設(shè)的存在性
在解決有關(guān)存在性問題時,常用分析法先假設(shè)符合條件的對象存在,然后推理求得結(jié)論.然而,所得結(jié)論只是必要條件,還需要對它進(jìn)行檢驗(yàn),使之成為充要條件,即在解決這類存在性問題時,一定要關(guān)注假設(shè)的存在性.
例1 已知雙曲線x2- =1,過點(diǎn)A(1,1) 能否作直線l與所給雙曲線交于P,Q兩點(diǎn),且點(diǎn)A是線段PQ的中點(diǎn)?說明理由.
錯解 假設(shè)滿足條件的直線l存在,點(diǎn)P的坐標(biāo)為(x1,y1),點(diǎn)Q的坐標(biāo)為(x2,y2),則x21- =1,x22- =1.兩式作差后整理得2(x1+x2)(x1-x2)-(y1+y2)(y1-y2)=0.
由點(diǎn)A是線段PQ的中點(diǎn),可知x1+x2 =2,y1+y2 =2,所以 =2,即直線l的斜率k=2.故直線l的方程為y -1=2(x-1),即y =2x-1.
錯誤分析 錯解在利用點(diǎn)差法求出中點(diǎn)弦的方程后,忽略對直線與雙曲線相交的檢驗(yàn).相交是直線存在的前提,這是值得關(guān)注的.
正解 同上得到直線l的方程為y =2x-1.
由y =2x-1,x2- =1,得2x2- 4x+3=0.因?yàn)棣?(-4)2-4×2×3<0,所以滿足條件的直線l不存在.
二、關(guān)注假設(shè)的可靠性
在數(shù)學(xué)解題中,要準(zhǔn)確把握概念、定理、公式、性質(zhì)等,要深刻理解、靈活應(yīng)用、可靠假設(shè),這是正確解題的保證.
例2 設(shè)Sn,Tn分別為等差數(shù)列{an},{bn}的前n項(xiàng)和,若對一切自然數(shù)n,有 = ,求 的值.
錯解 因?yàn)?= ,可以設(shè)Sn=k(7n+1),Tn=k(4n+27)(k為不等于0的實(shí)數(shù)),所以a11=S11-S10 =k(7×11+1)-k(7×10+1)=7k,b11=T11-T10 =k(4×11+27)-k(4×10+27)=4k.
于是可得 = .
錯誤分析 當(dāng){an}為等差數(shù)列,公差d≠0時,數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和Sn=An2+Bn,即Sn是關(guān)于n的二次函數(shù),且常數(shù)項(xiàng)為0.可是,錯解中的假設(shè)Sn=k·(7n+1),Tn=k(4n+27)(k為不等于0的常數(shù))不滿足Sn是關(guān)于n的二次函數(shù)這個條件.假設(shè)不可靠,因而導(dǎo)致錯誤.
正解 設(shè)Sn=kn(7n+1),Tn=kn(4n+27),k≠0,則a11=S11-S10=11k(7×11+1)-10k(7×10+1)=148k,b11=T11-T10=11k(4×11+27)-10k(4×10+27)=111k.
于是可得 = = .
三、關(guān)注假設(shè)的等價性
在數(shù)學(xué)解題中,根據(jù)解題的需要,合理的假設(shè)可以架起已知與未知間的橋梁,達(dá)到化繁為簡、化難為易的目的.但是在運(yùn)用的過程中,一定要關(guān)注假設(shè)的等價性,這樣才能保證解題的準(zhǔn)確性.
例3 若M,N是橢圓C: +y2=1上的兩點(diǎn), · =0,求|MN|的最小值.
錯解 設(shè)點(diǎn)M的坐標(biāo)為( cos θ,sin θ).由 · = 0,可知點(diǎn)N的坐標(biāo)為(- sin θ,cos θ).
|MN|= = .
于是可知當(dāng)θ= 或θ= 時,|MN|取得最小值,且最小值為 .
錯誤分析 該解法錯將參數(shù)方程x=acos θ,y=bsin θ中的點(diǎn)M的離心角θ看成是直線OM的傾斜角,得出點(diǎn)N的坐標(biāo)是錯誤的,關(guān)鍵是假設(shè)未能與已知等價.
正解 由M,N是橢圓C: +y2=1上的兩點(diǎn)且OM⊥ON,可設(shè)點(diǎn)M的坐標(biāo)為(r1cos θ,r1sin θ)(θ為OM的傾斜角),點(diǎn)N的坐標(biāo)為(r2cos(θ+ ),r2sin(θ+ )),即點(diǎn)N的坐標(biāo)為(-r2sin θ,r2cos θ).
將點(diǎn)M,N的坐標(biāo)分別代入橢圓的方程,得r21·( +sin2θ)=1,r22( +cos2θ)=1,從而得 + = +1= .
又(r21+r22)( + )=2+ + ≥2+2=4,即(r21+r22)· ≥4,所以r21+r22≥3.
所以,|MN|2= r21+r22≥3,即|MN|≥ .故|MN|的最小值為 .
四、關(guān)注假設(shè)的簡捷性
有時,一個問題的設(shè)法有多種.如果不加分析,盲目而設(shè),就可能導(dǎo)致解題過程繁瑣,甚至出現(xiàn)錯解.選對設(shè)法,可以給解題帶來很大的方便,顯示出數(shù)學(xué)的簡捷美.
例4 已知動直線l:y=k(x+2 )與圓O:x2+y2=4相交于A,B兩點(diǎn),O為坐標(biāo)原點(diǎn),求△ABO的面積S的最大值.
分析 由題意容易想到,令k為自變量,建立S關(guān)于k的函數(shù)關(guān)系式:
S(k)= (-1 若通過此式來求S的最大值,則會出現(xiàn)復(fù)雜的計(jì)算,同學(xué)們不妨一試.在考試時,利用這種思路解題,即使求出結(jié)果,也是隱性失分,因?yàn)檫@樣會嚴(yán)重占用其他題的解答時間. 若轉(zhuǎn)換視角,更新思路,視∠AOB為變量,則有以下簡捷的優(yōu)解. 解 設(shè)∠AOB=θ,則S(θ)= ×2×2sin θ =2sin θ(0<θ<π).當(dāng)θ = 時,Smax=2. 總之,數(shù)學(xué)解題常常離不開假設(shè),不但要會設(shè)、設(shè)對,更要追求簡設(shè)、巧設(shè).只有這樣,同學(xué)們才能減少許多不應(yīng)有的錯誤,提高解題的正確率和解題的能力.(責(zé)任編校?筑馮琪)
解數(shù)學(xué)題時,在仔細(xì)分析題目的條件后,有時需要提出假設(shè),借助于假設(shè)的條件,通過適當(dāng)?shù)慕忸}方法,使問題得到解決.如果假設(shè)不合理,就會導(dǎo)致解題錯誤或解題過程繁瑣.為了使解題正確、過程簡明,我們需要關(guān)注假設(shè)的存在性、可靠性、等價性和簡捷性.
一、關(guān)注假設(shè)的存在性
在解決有關(guān)存在性問題時,常用分析法先假設(shè)符合條件的對象存在,然后推理求得結(jié)論.然而,所得結(jié)論只是必要條件,還需要對它進(jìn)行檢驗(yàn),使之成為充要條件,即在解決這類存在性問題時,一定要關(guān)注假設(shè)的存在性.
例1 已知雙曲線x2- =1,過點(diǎn)A(1,1) 能否作直線l與所給雙曲線交于P,Q兩點(diǎn),且點(diǎn)A是線段PQ的中點(diǎn)?說明理由.
錯解 假設(shè)滿足條件的直線l存在,點(diǎn)P的坐標(biāo)為(x1,y1),點(diǎn)Q的坐標(biāo)為(x2,y2),則x21- =1,x22- =1.兩式作差后整理得2(x1+x2)(x1-x2)-(y1+y2)(y1-y2)=0.
由點(diǎn)A是線段PQ的中點(diǎn),可知x1+x2 =2,y1+y2 =2,所以 =2,即直線l的斜率k=2.故直線l的方程為y -1=2(x-1),即y =2x-1.
錯誤分析 錯解在利用點(diǎn)差法求出中點(diǎn)弦的方程后,忽略對直線與雙曲線相交的檢驗(yàn).相交是直線存在的前提,這是值得關(guān)注的.
正解 同上得到直線l的方程為y =2x-1.
由y =2x-1,x2- =1,得2x2- 4x+3=0.因?yàn)棣?(-4)2-4×2×3<0,所以滿足條件的直線l不存在.
二、關(guān)注假設(shè)的可靠性
在數(shù)學(xué)解題中,要準(zhǔn)確把握概念、定理、公式、性質(zhì)等,要深刻理解、靈活應(yīng)用、可靠假設(shè),這是正確解題的保證.
例2 設(shè)Sn,Tn分別為等差數(shù)列{an},{bn}的前n項(xiàng)和,若對一切自然數(shù)n,有 = ,求 的值.
錯解 因?yàn)?= ,可以設(shè)Sn=k(7n+1),Tn=k(4n+27)(k為不等于0的實(shí)數(shù)),所以a11=S11-S10 =k(7×11+1)-k(7×10+1)=7k,b11=T11-T10 =k(4×11+27)-k(4×10+27)=4k.
于是可得 = .
錯誤分析 當(dāng){an}為等差數(shù)列,公差d≠0時,數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和Sn=An2+Bn,即Sn是關(guān)于n的二次函數(shù),且常數(shù)項(xiàng)為0.可是,錯解中的假設(shè)Sn=k·(7n+1),Tn=k(4n+27)(k為不等于0的常數(shù))不滿足Sn是關(guān)于n的二次函數(shù)這個條件.假設(shè)不可靠,因而導(dǎo)致錯誤.
正解 設(shè)Sn=kn(7n+1),Tn=kn(4n+27),k≠0,則a11=S11-S10=11k(7×11+1)-10k(7×10+1)=148k,b11=T11-T10=11k(4×11+27)-10k(4×10+27)=111k.
于是可得 = = .
三、關(guān)注假設(shè)的等價性
在數(shù)學(xué)解題中,根據(jù)解題的需要,合理的假設(shè)可以架起已知與未知間的橋梁,達(dá)到化繁為簡、化難為易的目的.但是在運(yùn)用的過程中,一定要關(guān)注假設(shè)的等價性,這樣才能保證解題的準(zhǔn)確性.
例3 若M,N是橢圓C: +y2=1上的兩點(diǎn), · =0,求|MN|的最小值.
錯解 設(shè)點(diǎn)M的坐標(biāo)為( cos θ,sin θ).由 · = 0,可知點(diǎn)N的坐標(biāo)為(- sin θ,cos θ).
|MN|= = .
于是可知當(dāng)θ= 或θ= 時,|MN|取得最小值,且最小值為 .
錯誤分析 該解法錯將參數(shù)方程x=acos θ,y=bsin θ中的點(diǎn)M的離心角θ看成是直線OM的傾斜角,得出點(diǎn)N的坐標(biāo)是錯誤的,關(guān)鍵是假設(shè)未能與已知等價.
正解 由M,N是橢圓C: +y2=1上的兩點(diǎn)且OM⊥ON,可設(shè)點(diǎn)M的坐標(biāo)為(r1cos θ,r1sin θ)(θ為OM的傾斜角),點(diǎn)N的坐標(biāo)為(r2cos(θ+ ),r2sin(θ+ )),即點(diǎn)N的坐標(biāo)為(-r2sin θ,r2cos θ).
將點(diǎn)M,N的坐標(biāo)分別代入橢圓的方程,得r21·( +sin2θ)=1,r22( +cos2θ)=1,從而得 + = +1= .
又(r21+r22)( + )=2+ + ≥2+2=4,即(r21+r22)· ≥4,所以r21+r22≥3.
所以,|MN|2= r21+r22≥3,即|MN|≥ .故|MN|的最小值為 .
四、關(guān)注假設(shè)的簡捷性
有時,一個問題的設(shè)法有多種.如果不加分析,盲目而設(shè),就可能導(dǎo)致解題過程繁瑣,甚至出現(xiàn)錯解.選對設(shè)法,可以給解題帶來很大的方便,顯示出數(shù)學(xué)的簡捷美.
例4 已知動直線l:y=k(x+2 )與圓O:x2+y2=4相交于A,B兩點(diǎn),O為坐標(biāo)原點(diǎn),求△ABO的面積S的最大值.
分析 由題意容易想到,令k為自變量,建立S關(guān)于k的函數(shù)關(guān)系式:
S(k)= (-1 若通過此式來求S的最大值,則會出現(xiàn)復(fù)雜的計(jì)算,同學(xué)們不妨一試.在考試時,利用這種思路解題,即使求出結(jié)果,也是隱性失分,因?yàn)檫@樣會嚴(yán)重占用其他題的解答時間. 若轉(zhuǎn)換視角,更新思路,視∠AOB為變量,則有以下簡捷的優(yōu)解. 解 設(shè)∠AOB=θ,則S(θ)= ×2×2sin θ =2sin θ(0<θ<π).當(dāng)θ = 時,Smax=2. 總之,數(shù)學(xué)解題常常離不開假設(shè),不但要會設(shè)、設(shè)對,更要追求簡設(shè)、巧設(shè).只有這樣,同學(xué)們才能減少許多不應(yīng)有的錯誤,提高解題的正確率和解題的能力.(責(zé)任編校?筑馮琪)