宗新中
中學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)的首要任務(wù)就是加強解題的訓(xùn)練,快速準(zhǔn)確的解對題目是所有老師學(xué)生追求的目標(biāo)。解題的速度與準(zhǔn)確度取決于題目的難易程度,而題目的難易程度往往取決于條件的給出方式,條件給得顯性,則相對容易,條件給得隱性,則簡單題也可能變成難題。所謂隱性條件,是指題目中沒有直接表述,但是根據(jù)明文表述可以推斷出來的,或者沒有直接表述,但是該條件是客觀存在的常規(guī)或常理。隱性條件容易被解題者忽視,但往往又是解題的關(guān)鍵,暗示解題的思路和方法,決定解題的成敗。解題,從某種程度上來說,就是挖掘各種層次的隱含條件,從題目中透露出來的蛛絲馬跡,尋根溯源,使其真相大白,順利得解。兵法云:知己知彼方能百戰(zhàn)百勝。那么,那些“狡猾的敵人”通常隱藏在哪里呢?
一、條件隱藏在圖形特征中
代數(shù)和幾何是高中數(shù)學(xué)的重要內(nèi)容,幾乎每個知識點都涉及數(shù)形結(jié)合的題目,圖文并茂的數(shù)學(xué)題目生動活潑,使題目顯得形象直觀,而圖形所具有的特征,往往就是解題的關(guān)鍵。圖形是輔助解題工具,數(shù)由形起,形由數(shù)生,抓住形的特征,解決數(shù)的問題,體會數(shù)形結(jié)合的數(shù)學(xué)思想,可以培養(yǎng)學(xué)生觀察分析問題的能力。
例1 如圖,已知O為△ABC外接圓的圓心,AB=AC,若AO=3mAB-nAC,且9m-3n=4,則cosA=。
思路分析:根據(jù)圖形的對稱性,得到3m=-n是解本題的關(guān)鍵。
解 由圖形對稱性可知 3m=-n,又∵9m-3n=4,解得m=29,n=-23。
∴AO=23(AB+AC),兩邊與2AB作數(shù)量積得:2AO·AB=43(AB2+AB·AC),
設(shè)AB=AC=x,由圖可知,2AO·AB=AD·AB=(AB+BD)·AB=AB2。
∴AB2=43(AB2+AB·BC)。即x2=43(x2+x2cosA),于是得cosA=-14。
二、條件隱藏在不變關(guān)系中
數(shù)學(xué)中的很多問題都是研究變量的問題,不少題目中,變量關(guān)系極其復(fù)雜,給人一種無從下手的感覺,而以常規(guī)的方式處理,可能運算量極大,若我們能從這些錯綜復(fù)雜的關(guān)系中找到其不變的關(guān)系,以“不變”應(yīng)“萬變”,往往是解題的突破口。
例2 (2012江蘇)已知函數(shù)f(x)=x2+ax+b(a,b∈R)的值域為[0,+∞),若關(guān)于x的不等式f(x) 析 本題主要考察一元二次不等式的應(yīng)用,以及根與系數(shù)的關(guān)系。本題突破口就是條件中的不變關(guān)系,不管m如何變化,解集的長度始終為6??衫脁1-x2=(x1+x2)2-4x1x2順利求解。 解 由f(x)=x2+ax+b(a,b∈R)的值域為[0,+∞),得:Δ=a2-4b=0。 不等式f(x) (m+6)-m=a2-4(b-c)=4c,∴c=9。 三、條件隱藏在特殊字眼中 數(shù)學(xué)題目的描述語言一般比較通俗直白,極少渲陳鋪墊,但有時題干中也有一些數(shù)學(xué)中常見的特殊字眼,如“唯一,至多,至少,有且僅有,任意,存在……”等。看似平常,卻往往是解題的突破口,于“特殊”處生疑,是常用的解題思路。平時應(yīng)多注意利用這些特殊“字眼”去挖掘隱含條件,不但能培養(yǎng)學(xué)生的讀題審題析題能力,而且能提高學(xué)生的數(shù)學(xué)嗅覺。 例3 已知兩個等比數(shù)列{an},{bn}滿足a1=a(a>0),b1=a1+1,b2=a2+2,b3=a3+3,且數(shù)列{an}是唯一的,則a=。 析 本題條件中的“唯一”兩字顯得突兀,數(shù)列為什么會唯一?“唯一”怎么去用?這很有可能是解決問題的關(guān)鍵。經(jīng)過分析之后可知,數(shù)列的唯一轉(zhuǎn)化為了方程有唯一的非零解。 解 設(shè)等比數(shù)列{an}的公比為q,則數(shù)列{an}的前三項分別為a,aq,aq2, 則數(shù)列{bn}的前三項分別為a+1,aq+2,aq2+3。 ∵{bn}是等比數(shù)列, ∴ (aq+2)2=(a+1)(aq2+3)。 整理,得:aq2-4aq+3a-1=0(a>0)。 ∵a>0,故Δ=4a2+4a>0,即關(guān)于實數(shù)q的一元二次方程一定有兩個不相等的實數(shù)根。 又因等比數(shù)列公比q≠0是唯一的,故一元二次方程aq2-4aq+3a-1=0必有一根是0 即a=13滿足條件,此時,數(shù)列{an},{bn}前三項都符合題意。 四、條件隱藏在數(shù)學(xué)定義中 數(shù)學(xué)定義都是經(jīng)過千錘百煉的經(jīng)典,每個條件每個字都值得去推敲。概念定義的學(xué)習(xí)理解應(yīng)該是學(xué)習(xí)的重中之重,有些題目就在這上面做文章,故意混淆定義,或者偷換概念,使得題目看上去平淡無奇卻暗藏“殺機(jī)”,解題時看似合理,卻似是而非,最終功虧一簣。在平時的學(xué)習(xí)過程中應(yīng)重視定義概念生成的學(xué)習(xí),讓學(xué)生去體會,只有真正理解清楚了,才不會被其“繞進(jìn)去”。 例4 若數(shù)列{an}前項和為Sn,a1=1,an+1=3Sn(n≥1),則an=。 錯解 由題意可知,an+1=3Sn(n≥1),∴n≥2時,an=3Sn-1,兩式相減得:an+1an=4。 ∴{an}是等比數(shù)列。故an=4n-1。 析 這個答案看似有理,其實卻與等比數(shù)列的定義不符,主要是沒有抓住隱含在等比數(shù)列定義中的一個條件“從第二項起”,而本題中an+1an=4(n≥2)卻是從第三項開始的,容易忽視。故正確結(jié)果為an=1n=13·4n-2n≥2。 五、條件隱藏在題目結(jié)構(gòu)中 有些題目看上去思路很清晰,但是用常規(guī)的方法做起來計算量比較大,費時費力。若能仔細(xì)觀察題目中表達(dá)式的構(gòu)成特征,從題目結(jié)構(gòu)出發(fā),合理的進(jìn)行特殊化處理,往往能出奇制勝,省時省力。特殊化處理的方式在做填空題時的效果尤其明顯,往往事半功倍。常見的特殊化處理方法有:特殊圖形,特殊位置,特殊數(shù)值,特殊模型等。
例5 (2010 江蘇)在銳角三角形中,角A,B,C的對邊分別為a,b,c。若ba+ab=6cosC,則tanCtanA+tanCtanB的值是。
解析 本題考察正弦定理角化邊的運算,計算量大,得分率低。但如果仔細(xì)觀察題目的構(gòu)成特征,將a,b輪換,發(fā)現(xiàn)表達(dá)式不變。故可從表達(dá)式的結(jié)構(gòu)入手,特殊化處理。所以不妨令a=b,從而簡化運算,快速得到答案。
解 令a=b,則cosC=13。∴tanC=22,于是tan(A+B)=tan2A=-tanC=-22。
∴tanA=2=tanB,∴原式=4。
六、條件隱藏在變量范圍中
函數(shù)問題是高中數(shù)學(xué)最重要的問題之一,函數(shù)與方程的思想是重要的數(shù)學(xué)思想。但是在解決函數(shù)問題時,常容易忽視自變量的取值范圍,從而導(dǎo)致解題的不準(zhǔn)確,甚至差之毫厘謬以千里。這種情況在三角函數(shù)中尤為明顯,常因為忽視了角的范圍而導(dǎo)致取值范圍錯誤。因此我們在研究任何一類函數(shù)問題時,一定要優(yōu)先考慮定義域,算準(zhǔn)范圍,以免前功盡棄。
例6 在銳角三角形ABC中,BC=1,B=2A,則ACcosA的值等于,AC的取值范圍為。
錯解 由正弦定理得:ACsin2A=BCsinA,
∴ACcosA=2,AC=2cosA。