李菁菁 高明
摘要:高中數(shù)學(xué)競賽和高考試題內(nèi)容具有廣泛性與深刻性的特點(diǎn),其解答也包含著豐富的機(jī)智思想,制定“三審”題目的策略有助于擴(kuò)展知識、拓展視野、延展思維、深化解題方法、提高解題技巧,以及培養(yǎng)創(chuàng)新思維能力。
關(guān)鍵詞:審條件;審結(jié)論;審方法
中圖分類號:G634.6文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A文章編號:2095-9214(2015)06-0037-01
波利亞在《怎樣解題》中提到解題的第一個環(huán)節(jié)是“弄清問題”,它是對問題表征進(jìn)行認(rèn)識的過程,通過審條件、審結(jié)論、審方法三方面去理解題意,抓住關(guān)鍵信息,明確命題的意圖,進(jìn)而找到解題的突破口,“三審”是成功解決問題的前提。
一、審條件
條件是解題的基礎(chǔ)和依據(jù)。審條件就是要充分利用題目中的已知條件,將條件進(jìn)行分解、轉(zhuǎn)化、組合,挖掘隱含信息,找到它們之間的內(nèi)在聯(lián)系,同時要抓住關(guān)鍵特征,明確命題的意圖,尋找解題的突破口。
例1、若實數(shù)x,y滿足方程組(x-1)2011+(x-1)2009+2010x=4020(y-1)2011+(y-1)2009+2010y=0,則
x+y=.(2010年全國高中數(shù)學(xué)聯(lián)賽新疆維吾爾自治區(qū)預(yù)賽)
分析與解答:條件是關(guān)于變量x,y的高次方程,單獨(dú)解出x,y非常困難。抓住題目中的隱含條件,即方程的結(jié)構(gòu)特征和數(shù)量特征,將其變形為:
(x-1)2011+(x-1)2009+2010(x-1)=2010(y-1)2011+(y-1)2009+2010(y-1)=-2010,
觀察可發(fā)現(xiàn)這兩個方程有較明顯的特征,兩式的左邊結(jié)構(gòu)相同,右邊的兩個數(shù)互為相反數(shù)。此時可構(gòu)造函數(shù)f(t)=t2011+t2009+2010t,再利用相關(guān)性質(zhì):
(1)函數(shù)f(t)為奇函數(shù),有f(x-1)=-f(y-1)=f(1-y);
(2)函數(shù)f(t)為R的單調(diào)遞增函數(shù),則由f(x-1)=f(1-y)可得x-1=1-y。
故x+y=2。
二、審結(jié)論
結(jié)論的證明或解答是解題的目的、落腳點(diǎn)。審結(jié)論就是在解題前要知道題目求的是什么,明確解題方向。而對于某些選擇題,往往可以從結(jié)論入手,將結(jié)論分成互斥的類型,從而尋找到解決問題的思路。
例2、設(shè)函數(shù)f(x)=ex+x-a(a∈R,e為自然對數(shù)的底數(shù)),若曲線y=sinx上存在點(diǎn)(x0,y0)使得f(f(y0))=y0,則a的取值范圍是().(2013四川高考數(shù)學(xué),理10)
A.1,eB.e-1-1,1C.1,e+1D.e-1-1,e+1
分析與解答:從結(jié)論入手,可發(fā)現(xiàn)A、C選項不含0元素,B、D選項含有0元素,則將選項分為兩類:A、C與B、D。
(1)當(dāng)a=0時,f(x)=ex+x,為增函數(shù)。則f(0)=1,有f(f(0))=e+1>1,不滿足要求,排除B、D。而對于A、C選項,只要考慮a=e+1是否滿足要求即可。
(2)當(dāng)a=e+1時,f(x)=ex+x-e-1,有f(0)=1,而f(f(1))=-e無意義,排除C,故答案選A。
三、審方法
方法就是解題的手段、技巧,是解題的重要工具。審方法就是挖掘題目中的條件,可以利用數(shù)學(xué)公式、定理等來得到解決問題的思路。多角度、全方面地思考如何利用這些條件來解決問題,有助于提高人的思維能力。
例5、函數(shù)f(x)=3x-6+3-x的值域是.(2013年全國高中數(shù)學(xué)聯(lián)合競賽江西賽區(qū)預(yù)賽)
分析與解答:
方法1(函數(shù)的性質(zhì))函數(shù)的定義域為2,3,由連續(xù)函數(shù)在閉區(qū)間內(nèi)必有最值,且通常在端點(diǎn)處或極值點(diǎn)處取得,而f(2)=1,f(3)=3,f′(114)=0,f(114)=2,因此f(x)的值域為1,2。
方法2(數(shù)形結(jié)合法)由于涉及根式運(yùn)算,較復(fù)雜,可考慮使用換元法。令3x-6=a,3-x=b,原函數(shù)變?yōu)閥=a+b,又有a2+3b2=3,即a23+b2=1(a≥0,b≥0)?,F(xiàn)考慮直線b=-a+y與橢圓a23+b2=1(a≥0,b≥0)的位置關(guān)系。(如圖2),利用數(shù)形結(jié)合思想可知:直線與橢圓第一象限有交點(diǎn),故y最小在點(diǎn)(0,1)處取,此時y=1,y最大滿足a23+b2=1b=-a+y,由其判別式為0,可解得y=2處取得,所以y∈1,2,即f(x)的值域為1,2。
方法3(三角代換法)由于變數(shù)3x-6與3(3-x)之和為定值,聯(lián)想到三角函數(shù)的性質(zhì)。因為0≤3-x≤1,令3-x=cos2α,α∈0,π2,則3x-6=3sin2α。
原函數(shù)變?yōu)閒(α)=3sinα+cosα=2sin(α+π3),又π3≤α+π3≤5π6
則f(α)∈1,2。
(作者單位:西華師范大學(xué)數(shù)學(xué)與信息學(xué)院)