江蘇 王安寓
(作者單位:江蘇省南京市六合區(qū)實驗高級中學(xué))
慧眼識別霧中花 基礎(chǔ)聯(lián)想還本質(zhì)
2016—2107學(xué)年南京高三上學(xué)期期中考試數(shù)學(xué)試卷中出現(xiàn)了兩道稍有爭議的題目,很多老師認(rèn)為它們超綱了,不適合學(xué)生們做.筆者認(rèn)為這恰好是符合高考精神的兩道好題——多考“想”的少考“算”的,思維才是一個考生的根本.我們應(yīng)擦亮慧眼,聯(lián)想基礎(chǔ)知識,展現(xiàn)思維能力,還好題以數(shù)學(xué)本質(zhì).
筆者初次接觸這道題目,初步認(rèn)為是考查旋轉(zhuǎn)矩陣的,但仔細(xì)思考,文科考生是不學(xué)矩陣的,無從計算,故不可能只是用旋轉(zhuǎn)矩陣來求解.那么,應(yīng)該從哪個角度突破呢?筆者認(rèn)為可以從三個角度解決該問題.
對稱問題主要就是兩點:對稱兩點的中點在對稱軸上、對稱的兩點連線與對稱軸垂直.具體到題目1,就是:在對勾曲線上的對稱的兩點的中點在對稱軸上、對稱的兩點連線與對稱軸垂直.從這個角度入手,必能解決問題.
聯(lián)想基礎(chǔ)知識:雙曲線的對稱軸必過雙曲線的對稱中心.對勾函數(shù)是雙曲線,其對稱中心為原點.
點評:本題極易錯解為過極值點(1,2)和(-1,-2)的直線為對勾函數(shù)的對稱軸.極值點是函數(shù)從一種單調(diào)性變?yōu)榱硪环N單調(diào)性時的界點,不一定是雙曲線的頂點.
方法一運用的知識點是對稱問題的常規(guī)考點,只是將對稱的兩點在對勾函數(shù)圖象上提前使用,將對稱的知識點后置.這種運算順序是合理的.
對勾函數(shù)圖象上的所有點關(guān)于對稱軸對稱,逆向思考,與對稱軸垂直的直線,如果與對勾函數(shù)圖象相交,則兩個交點必關(guān)于對稱軸對稱.
聯(lián)想基礎(chǔ)知識:雙曲線的對稱軸必過雙曲線的對稱中心.對勾函數(shù)是雙曲線,其對稱中心為原點.有如下解法:
【點評】這種解法有很熟悉的感覺.常規(guī)處理解析幾何的手段和過程就是這樣的.方法二較方法一的優(yōu)點就是求對稱的兩點的中點時書寫簡單,整個過程一氣呵成,但所用知識點仍是基礎(chǔ)內(nèi)容.視角二仍是解析幾何的視角,只是更進(jìn)一步,想的更多一點,因此書寫的少一點.
聯(lián)想雙曲線對稱軸的性質(zhì):雙曲線的實軸過雙曲線的兩個頂點,且平分兩條漸近線.這恰是破題的關(guān)鍵點.
聯(lián)想基礎(chǔ)知識:雙曲線的對稱軸必過雙曲線的對稱中心.對勾函數(shù)是雙曲線,其對稱中心為原點.雙曲線的實軸除了過雙曲線的頂點外,它還平分兩條漸近線的夾角.對勾函數(shù)的兩條漸近線分別是:y=x與y軸.
【點評】從平分兩條漸近線的夾角入手破題是最簡單的求解方法.對勾函數(shù)有兩條漸近線,漸近線夾角的平分線即為對稱軸.多么基礎(chǔ)的知識!正所謂:慧眼識別霧中花,基礎(chǔ)聯(lián)想還本質(zhì).這道題目一點也不超綱,考查的都是基礎(chǔ)知識.方法一和方法二是從對稱的計算入手求解;方法三是從雙曲線的對稱軸的特點入手求解.特別是方法三,只是運用了角平分線、倍角公式,就解決了問題,更顯本題的基礎(chǔ)性,重在考查考生的思維能力,多想才能少算.
另外,該題也給我們提供了求類似函數(shù)的對稱軸的方法,運用方法三可以得到以下結(jié)論:
另外,給出結(jié)論1的一個簡單應(yīng)用:
運用了雙曲線上任意兩點之間,頂點距離最小.
方法一:∵x-y-1<0,
∴x ∵4x-y-3≥0, ∴4x-y-1≥2. 【點評】這種方法涉及的都是基礎(chǔ)知識(基本的不等式運算和兩個正數(shù)的均值公式),一點也不超綱.看到不等式組的條件,就一定用線性規(guī)劃嗎?思維不能僵化.要用慧眼識別霧中花,基礎(chǔ)知識搞定它. 線性規(guī)劃的方法真的不行嗎?答案是否定的.線性規(guī)劃的目標(biāo)函數(shù)是直線型的居多,但也有非直線型的目標(biāo)函數(shù). 圖1 【點評】運用線性規(guī)劃知識求解該題目,難點是對“目標(biāo)函數(shù)”的解讀.“目標(biāo)函數(shù)”是一次分式型函數(shù)(雙曲線),如何運動變化是理解或求解的難點.抓住一次分式型函數(shù)(雙曲線)的漸近線的運動變化,觀察一次分式型函數(shù)(雙曲線)與可行域的關(guān)系,找到可能的分界點(或分界位置),通過導(dǎo)數(shù)、方程組求解. 當(dāng)然,在考場上,有限的時間內(nèi),作精細(xì)的圖形是不可能的,時間也不允許.我們可以通過換元,轉(zhuǎn)移戰(zhàn)場——將“目標(biāo)函數(shù)”簡化,而已知的約束條件復(fù)雜化,得到方法三. 當(dāng)2-u=0時,由2v(2-u)≥u得0≥u,矛盾; 圖2 【點評】利用換元將目標(biāo)函數(shù)化為常規(guī)的直線,但約束條件中出現(xiàn)了非直線,并且要分類討論.這也是必須的,畢竟是14題,起到選拔作用.我所帶的班級30人中只有1人做對,真正起到了把關(guān)的作用.換元后的圖形相對好做一點,至少能用線性規(guī)劃知識求解. 另外,在高考試題中,這樣考查線性規(guī)劃的題目也是有的. 當(dāng)直線y=zx與曲線y=ex相切時,z最小. 設(shè)直線y=zx與曲線y=ex相切于點B(x0,y0), ∴z的最小值為e. (作者單位:江蘇省南京市六合區(qū)實驗高級中學(xué))