陳麗玲
【摘 要】著名的數(shù)學(xué)家華羅庚先生指出:“宇宙之大,粒子之微,火箭之速,化工文巧,地球之變,生物之謎,日用之繁等各個方面,無處不有數(shù)學(xué)的重要貢獻?!庇纱丝梢?,數(shù)學(xué)作為一門工具學(xué)科,學(xué)好數(shù)學(xué)對于學(xué)生的所有學(xué)習(xí)有著多么重要的作用。而為了幫助學(xué)生學(xué)好數(shù)學(xué),教師為學(xué)生挑選一些好的題型進行賞析也是十分必要的學(xué)習(xí)過程。本文中,筆者對于幾個較為創(chuàng)新的題型進行分析和思考。
【關(guān)鍵詞】好題解析;高中數(shù)學(xué)
一個好的數(shù)學(xué)問題,通常都會注重對學(xué)生多方面的考察,對學(xué)生掌握基礎(chǔ)知識的進行測試同時還要兼顧對學(xué)生創(chuàng)新能力和探究意識的培養(yǎng)。下面,筆者分別從高中數(shù)學(xué)“歸納推理型、探索創(chuàng)新型、實際應(yīng)用型三方面對優(yōu)秀的試題進行分析。
例題一:已知圓A與圓B,它們的方程分別為(x+2)2+y2=■,(x-2)2+y2=■,其中動圓P與圓A和圓B均是外切關(guān)系,直線M的方程是:x=a(a≤■)。
(1)求圓P軌跡的方程式,并且證明:當(dāng)a=■時,P點到B點的距離與它到定直線M距離之比是固定值;
(2)延長PB,然后與點P的軌跡相交于另一個點Q,求|PQ|的最小值;
(3)假設(shè)存在某一個位置,讓PQ的中點R在直線M上的射影為C,并且滿足條件PC⊥QC,求a的取值范圍。
解(1)設(shè)r是動圓P的半徑,那么|PA|=r+■,|PB|=r+■,
∴ |PA|-|PB|=2。
∴ P點的軌跡以A和B為焦點,其中焦距是4,實軸的長是2的雙曲線之右準(zhǔn)線的右支,其軌跡的方程是x2-■=1(其中x≥1)。若a=■,則M的方程x=■,是雙曲線的右準(zhǔn)線, ∴P點到B點的距離與P點到M的距離之比是此雙曲線的離心率,也就是e=2。
(2)如果直線PQ存在斜率,那么設(shè)其斜率是k,則PQ的方程是y=k(x-2),將其代入雙曲線的方程,得到(3-k2)x2+4k2x-4k2-3=0
由△>0x1+x2=■>0x1x2=-■>0,解得k2>3。
∴|PQ|=■|x1-x2|=■=6+■>6。
當(dāng)直線的斜率存在時,x1=x2=2,得y1=3,y2=-3,|PQ|=6。
∴|PQ|的最小值是6.
(3)當(dāng)PQ與QC垂直時,P、C、Q三點能夠構(gòu)成直角三角形。
∴R到直線M的距離為|RC|=■=xR-a ①
又∵點P和Q都在雙曲線x2-■=1之上,∴■=■=2。
∴■=2,即|PQ|=4xR-2?!鄕R=■ ②
將②代入①得■=■-a,|PQ|=2-4a≥6。故有a≤-1。
試題賞析:這道題其中既有定量、定性的探究問題也包含了非定性和非定量的存在性探究問題。不僅能考察學(xué)生的知識技能,還可以延伸學(xué)生的思維,提高學(xué)生的推理和探究意識,并且充分地體現(xiàn)出了學(xué)生思維的廣度和深度,體現(xiàn)了學(xué)生的自主探究精神,使得學(xué)生們在不知不覺中得到了有效提升,這是解析幾何學(xué)習(xí)中不可多得的好題。
例題二:已知數(shù)列{an}中,a1=1,且點P(an,an+1)(n∈N)存在于直線“x-y+1=0”上面。
(1)試求出數(shù)列{an}它的通項公式;
(2)如果函數(shù)f(n)=■+■+■+…+■(n∈N,且n≥2),求該函數(shù)f(n)最小值;
(3)設(shè)bn=■,Sn代表數(shù)列{bn}的前n項之和。試問:是否會存在一個關(guān)于n的整式,我們稱其g(n),使得S1+S2+S3+…Sn-1=(Sn-1)·g(n)對于所有大于等于2的自然數(shù)n恒成立?如若存在,請寫出整式g(n)的解析式,并且對其進行證明;如若不存在,請說明其原因。
解:(1)∵an-an+1+1=0,∴a1-a2+1=0,a2-a3+1=0,
……
an-1-an+1=0,
以上各式相加,得a1-an+n-1=0,an=a1+n-1=n。
(2)∵f(n)=■+■+…+■,
f(n+1)=■+■+…+■+■+■,
∴f(n+1)-f(n)=■+■-■>■+■-■=0。
∴f(n)是單調(diào)遞增的,故f(n)的最小值是f(2)=■。
(3)∵bn=■?圯Sn=1+■+…+■,
∴sn-sn-1=■(n≥2),即nsn-(n-1)sn-1=sn-1+1,
∴(n-1)sn-1-(n-2)sn-2=sn-2+1
2s2-s1=s1+1,∴nsn-s1=s1+s2+…+sn-1+n-1,
∴s1+s2+…+sn-1=nsn-n=(sn-1)·n(n≥2),∴g(n)=n。
故存在關(guān)于n的整式g(n)=n使等式對于一切不小2的自然數(shù)n恒成立。
試題賞析:該題巧妙地把數(shù)列問題與函數(shù)問題結(jié)合在一起,要求考生做到深入挖掘信息,找出規(guī)律推理出函數(shù)關(guān)系,并且通過“鏈?zhǔn)椒▌t”呈現(xiàn)試題情境,讓考生經(jīng)歷的觀察——判斷——嘗試——歸納——驗證的思考過程,讓學(xué)生從規(guī)律中得出發(fā)現(xiàn)和探索,不但考察了學(xué)生的數(shù)學(xué)思維,對學(xué)生的理解問題水平也進行了有效的檢驗,這是一道典型的歸納推理綜合題。
【參考文獻】
[1]潘超,趙思林.2009年高考數(shù)學(xué)創(chuàng)新型試題賞析.中學(xué)數(shù)學(xué).2009.10
[2]王永生.一題多變、一題多解好題欣賞難題突破.中國數(shù)學(xué)教育.2014.04
[3]孔麗華,胡雷.高中數(shù)學(xué)創(chuàng)新題賞.析宿州教育學(xué)院學(xué)報.2007.06
(作者單位:江西省贛州市贛縣中學(xué)北校區(qū))
【摘 要】著名的數(shù)學(xué)家華羅庚先生指出:“宇宙之大,粒子之微,火箭之速,化工文巧,地球之變,生物之謎,日用之繁等各個方面,無處不有數(shù)學(xué)的重要貢獻?!庇纱丝梢?,數(shù)學(xué)作為一門工具學(xué)科,學(xué)好數(shù)學(xué)對于學(xué)生的所有學(xué)習(xí)有著多么重要的作用。而為了幫助學(xué)生學(xué)好數(shù)學(xué),教師為學(xué)生挑選一些好的題型進行賞析也是十分必要的學(xué)習(xí)過程。本文中,筆者對于幾個較為創(chuàng)新的題型進行分析和思考。
【關(guān)鍵詞】好題解析;高中數(shù)學(xué)
一個好的數(shù)學(xué)問題,通常都會注重對學(xué)生多方面的考察,對學(xué)生掌握基礎(chǔ)知識的進行測試同時還要兼顧對學(xué)生創(chuàng)新能力和探究意識的培養(yǎng)。下面,筆者分別從高中數(shù)學(xué)“歸納推理型、探索創(chuàng)新型、實際應(yīng)用型三方面對優(yōu)秀的試題進行分析。
例題一:已知圓A與圓B,它們的方程分別為(x+2)2+y2=■,(x-2)2+y2=■,其中動圓P與圓A和圓B均是外切關(guān)系,直線M的方程是:x=a(a≤■)。
(1)求圓P軌跡的方程式,并且證明:當(dāng)a=■時,P點到B點的距離與它到定直線M距離之比是固定值;
(2)延長PB,然后與點P的軌跡相交于另一個點Q,求|PQ|的最小值;
(3)假設(shè)存在某一個位置,讓PQ的中點R在直線M上的射影為C,并且滿足條件PC⊥QC,求a的取值范圍。
解(1)設(shè)r是動圓P的半徑,那么|PA|=r+■,|PB|=r+■,
∴ |PA|-|PB|=2。
∴ P點的軌跡以A和B為焦點,其中焦距是4,實軸的長是2的雙曲線之右準(zhǔn)線的右支,其軌跡的方程是x2-■=1(其中x≥1)。若a=■,則M的方程x=■,是雙曲線的右準(zhǔn)線, ∴P點到B點的距離與P點到M的距離之比是此雙曲線的離心率,也就是e=2。
(2)如果直線PQ存在斜率,那么設(shè)其斜率是k,則PQ的方程是y=k(x-2),將其代入雙曲線的方程,得到(3-k2)x2+4k2x-4k2-3=0
由△>0x1+x2=■>0x1x2=-■>0,解得k2>3。
∴|PQ|=■|x1-x2|=■=6+■>6。
當(dāng)直線的斜率存在時,x1=x2=2,得y1=3,y2=-3,|PQ|=6。
∴|PQ|的最小值是6.
(3)當(dāng)PQ與QC垂直時,P、C、Q三點能夠構(gòu)成直角三角形。
∴R到直線M的距離為|RC|=■=xR-a ①
又∵點P和Q都在雙曲線x2-■=1之上,∴■=■=2。
∴■=2,即|PQ|=4xR-2?!鄕R=■ ②
將②代入①得■=■-a,|PQ|=2-4a≥6。故有a≤-1。
試題賞析:這道題其中既有定量、定性的探究問題也包含了非定性和非定量的存在性探究問題。不僅能考察學(xué)生的知識技能,還可以延伸學(xué)生的思維,提高學(xué)生的推理和探究意識,并且充分地體現(xiàn)出了學(xué)生思維的廣度和深度,體現(xiàn)了學(xué)生的自主探究精神,使得學(xué)生們在不知不覺中得到了有效提升,這是解析幾何學(xué)習(xí)中不可多得的好題。
例題二:已知數(shù)列{an}中,a1=1,且點P(an,an+1)(n∈N)存在于直線“x-y+1=0”上面。
(1)試求出數(shù)列{an}它的通項公式;
(2)如果函數(shù)f(n)=■+■+■+…+■(n∈N,且n≥2),求該函數(shù)f(n)最小值;
(3)設(shè)bn=■,Sn代表數(shù)列{bn}的前n項之和。試問:是否會存在一個關(guān)于n的整式,我們稱其g(n),使得S1+S2+S3+…Sn-1=(Sn-1)·g(n)對于所有大于等于2的自然數(shù)n恒成立?如若存在,請寫出整式g(n)的解析式,并且對其進行證明;如若不存在,請說明其原因。
解:(1)∵an-an+1+1=0,∴a1-a2+1=0,a2-a3+1=0,
……
an-1-an+1=0,
以上各式相加,得a1-an+n-1=0,an=a1+n-1=n。
(2)∵f(n)=■+■+…+■,
f(n+1)=■+■+…+■+■+■,
∴f(n+1)-f(n)=■+■-■>■+■-■=0。
∴f(n)是單調(diào)遞增的,故f(n)的最小值是f(2)=■。
(3)∵bn=■?圯Sn=1+■+…+■,
∴sn-sn-1=■(n≥2),即nsn-(n-1)sn-1=sn-1+1,
∴(n-1)sn-1-(n-2)sn-2=sn-2+1
2s2-s1=s1+1,∴nsn-s1=s1+s2+…+sn-1+n-1,
∴s1+s2+…+sn-1=nsn-n=(sn-1)·n(n≥2),∴g(n)=n。
故存在關(guān)于n的整式g(n)=n使等式對于一切不小2的自然數(shù)n恒成立。
試題賞析:該題巧妙地把數(shù)列問題與函數(shù)問題結(jié)合在一起,要求考生做到深入挖掘信息,找出規(guī)律推理出函數(shù)關(guān)系,并且通過“鏈?zhǔn)椒▌t”呈現(xiàn)試題情境,讓考生經(jīng)歷的觀察——判斷——嘗試——歸納——驗證的思考過程,讓學(xué)生從規(guī)律中得出發(fā)現(xiàn)和探索,不但考察了學(xué)生的數(shù)學(xué)思維,對學(xué)生的理解問題水平也進行了有效的檢驗,這是一道典型的歸納推理綜合題。
【參考文獻】
[1]潘超,趙思林.2009年高考數(shù)學(xué)創(chuàng)新型試題賞析.中學(xué)數(shù)學(xué).2009.10
[2]王永生.一題多變、一題多解好題欣賞難題突破.中國數(shù)學(xué)教育.2014.04
[3]孔麗華,胡雷.高中數(shù)學(xué)創(chuàng)新題賞.析宿州教育學(xué)院學(xué)報.2007.06
(作者單位:江西省贛州市贛縣中學(xué)北校區(qū))
【摘 要】著名的數(shù)學(xué)家華羅庚先生指出:“宇宙之大,粒子之微,火箭之速,化工文巧,地球之變,生物之謎,日用之繁等各個方面,無處不有數(shù)學(xué)的重要貢獻。”由此可見,數(shù)學(xué)作為一門工具學(xué)科,學(xué)好數(shù)學(xué)對于學(xué)生的所有學(xué)習(xí)有著多么重要的作用。而為了幫助學(xué)生學(xué)好數(shù)學(xué),教師為學(xué)生挑選一些好的題型進行賞析也是十分必要的學(xué)習(xí)過程。本文中,筆者對于幾個較為創(chuàng)新的題型進行分析和思考。
【關(guān)鍵詞】好題解析;高中數(shù)學(xué)
一個好的數(shù)學(xué)問題,通常都會注重對學(xué)生多方面的考察,對學(xué)生掌握基礎(chǔ)知識的進行測試同時還要兼顧對學(xué)生創(chuàng)新能力和探究意識的培養(yǎng)。下面,筆者分別從高中數(shù)學(xué)“歸納推理型、探索創(chuàng)新型、實際應(yīng)用型三方面對優(yōu)秀的試題進行分析。
例題一:已知圓A與圓B,它們的方程分別為(x+2)2+y2=■,(x-2)2+y2=■,其中動圓P與圓A和圓B均是外切關(guān)系,直線M的方程是:x=a(a≤■)。
(1)求圓P軌跡的方程式,并且證明:當(dāng)a=■時,P點到B點的距離與它到定直線M距離之比是固定值;
(2)延長PB,然后與點P的軌跡相交于另一個點Q,求|PQ|的最小值;
(3)假設(shè)存在某一個位置,讓PQ的中點R在直線M上的射影為C,并且滿足條件PC⊥QC,求a的取值范圍。
解(1)設(shè)r是動圓P的半徑,那么|PA|=r+■,|PB|=r+■,
∴ |PA|-|PB|=2。
∴ P點的軌跡以A和B為焦點,其中焦距是4,實軸的長是2的雙曲線之右準(zhǔn)線的右支,其軌跡的方程是x2-■=1(其中x≥1)。若a=■,則M的方程x=■,是雙曲線的右準(zhǔn)線, ∴P點到B點的距離與P點到M的距離之比是此雙曲線的離心率,也就是e=2。
(2)如果直線PQ存在斜率,那么設(shè)其斜率是k,則PQ的方程是y=k(x-2),將其代入雙曲線的方程,得到(3-k2)x2+4k2x-4k2-3=0
由△>0x1+x2=■>0x1x2=-■>0,解得k2>3。
∴|PQ|=■|x1-x2|=■=6+■>6。
當(dāng)直線的斜率存在時,x1=x2=2,得y1=3,y2=-3,|PQ|=6。
∴|PQ|的最小值是6.
(3)當(dāng)PQ與QC垂直時,P、C、Q三點能夠構(gòu)成直角三角形。
∴R到直線M的距離為|RC|=■=xR-a ①
又∵點P和Q都在雙曲線x2-■=1之上,∴■=■=2。
∴■=2,即|PQ|=4xR-2?!鄕R=■ ②
將②代入①得■=■-a,|PQ|=2-4a≥6。故有a≤-1。
試題賞析:這道題其中既有定量、定性的探究問題也包含了非定性和非定量的存在性探究問題。不僅能考察學(xué)生的知識技能,還可以延伸學(xué)生的思維,提高學(xué)生的推理和探究意識,并且充分地體現(xiàn)出了學(xué)生思維的廣度和深度,體現(xiàn)了學(xué)生的自主探究精神,使得學(xué)生們在不知不覺中得到了有效提升,這是解析幾何學(xué)習(xí)中不可多得的好題。
例題二:已知數(shù)列{an}中,a1=1,且點P(an,an+1)(n∈N)存在于直線“x-y+1=0”上面。
(1)試求出數(shù)列{an}它的通項公式;
(2)如果函數(shù)f(n)=■+■+■+…+■(n∈N,且n≥2),求該函數(shù)f(n)最小值;
(3)設(shè)bn=■,Sn代表數(shù)列{bn}的前n項之和。試問:是否會存在一個關(guān)于n的整式,我們稱其g(n),使得S1+S2+S3+…Sn-1=(Sn-1)·g(n)對于所有大于等于2的自然數(shù)n恒成立?如若存在,請寫出整式g(n)的解析式,并且對其進行證明;如若不存在,請說明其原因。
解:(1)∵an-an+1+1=0,∴a1-a2+1=0,a2-a3+1=0,
……
an-1-an+1=0,
以上各式相加,得a1-an+n-1=0,an=a1+n-1=n。
(2)∵f(n)=■+■+…+■,
f(n+1)=■+■+…+■+■+■,
∴f(n+1)-f(n)=■+■-■>■+■-■=0。
∴f(n)是單調(diào)遞增的,故f(n)的最小值是f(2)=■。
(3)∵bn=■?圯Sn=1+■+…+■,
∴sn-sn-1=■(n≥2),即nsn-(n-1)sn-1=sn-1+1,
∴(n-1)sn-1-(n-2)sn-2=sn-2+1
2s2-s1=s1+1,∴nsn-s1=s1+s2+…+sn-1+n-1,
∴s1+s2+…+sn-1=nsn-n=(sn-1)·n(n≥2),∴g(n)=n。
故存在關(guān)于n的整式g(n)=n使等式對于一切不小2的自然數(shù)n恒成立。
試題賞析:該題巧妙地把數(shù)列問題與函數(shù)問題結(jié)合在一起,要求考生做到深入挖掘信息,找出規(guī)律推理出函數(shù)關(guān)系,并且通過“鏈?zhǔn)椒▌t”呈現(xiàn)試題情境,讓考生經(jīng)歷的觀察——判斷——嘗試——歸納——驗證的思考過程,讓學(xué)生從規(guī)律中得出發(fā)現(xiàn)和探索,不但考察了學(xué)生的數(shù)學(xué)思維,對學(xué)生的理解問題水平也進行了有效的檢驗,這是一道典型的歸納推理綜合題。
【參考文獻】
[1]潘超,趙思林.2009年高考數(shù)學(xué)創(chuàng)新型試題賞析.中學(xué)數(shù)學(xué).2009.10
[2]王永生.一題多變、一題多解好題欣賞難題突破.中國數(shù)學(xué)教育.2014.04
[3]孔麗華,胡雷.高中數(shù)學(xué)創(chuàng)新題賞.析宿州教育學(xué)院學(xué)報.2007.06
(作者單位:江西省贛州市贛縣中學(xué)北校區(qū))