王瀝晗
摘要:高中數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的內(nèi)容比較多,但是高考關(guān)于向量的考試側(cè)重點(diǎn)卻比較明確,題型基本固定,在數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)中掌握好基礎(chǔ)性向量知識(shí),正確區(qū)分向量類型能有效幫助我們解題。為此本文結(jié)合目前身邊同學(xué)們的學(xué)習(xí)現(xiàn)狀,從向量在高中數(shù)學(xué)中的應(yīng)用角度分析我們應(yīng)該如何運(yùn)用向量提高數(shù)學(xué)解題能力。
關(guān)鍵詞:高中數(shù)學(xué);向量;解題;數(shù)學(xué)思維能力
一、向量概述
數(shù)學(xué)中的向量是指大小、方向都能確定的一種量,主要由線和箭頭組成。一般情況下箭頭標(biāo)明的是具體方向,而線段長(zhǎng)度可視作這個(gè)量的大小。
二、向量在高中數(shù)學(xué)中的應(yīng)用分類
向量一般不會(huì)單獨(dú)設(shè)定考題,往往和數(shù)學(xué)其他問題融合在一起成為考題,而根據(jù)向量的一般解決辦法,我們就能做出正確答案。其中向量運(yùn)算的基本規(guī)律是我們學(xué)習(xí)向量的關(guān)鍵,要熟練掌握以下三個(gè)基本公式:
結(jié)合我們?cè)谡n堂中接觸的實(shí)際來看,其中向量對(duì)高中數(shù)學(xué)其他問題進(jìn)行綜合應(yīng)用的情況非常多,現(xiàn)就數(shù)量積、三角函數(shù)、幾何等三方面進(jìn)行分析:
1.與平面向量數(shù)量積有關(guān)的問題。通常在高中數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)中我們經(jīng)常會(huì)遇到垂直證明問題、長(zhǎng)度求解問題、夾角問題等,這些問題從正面解決的難度比較大,因而需要從側(cè)面,借助向量來實(shí)現(xiàn)求解。
2.向量與三角函數(shù)融合問題。三角函數(shù)通常是帶有直角坐標(biāo)系這種類型的,向量在其中能確定方向和大小,從而和三角函數(shù)實(shí)現(xiàn)融合,使得題型增加變數(shù),解答需要從向量使用入手。
3.向量與幾何的結(jié)合問題。在我們高中數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)中時(shí)常會(huì)遇到幾何證明題與向量的結(jié)合情況,需要借助向量加減、乘積等實(shí)現(xiàn)幾何題的證明。
三、向量在高中數(shù)學(xué)中的題型應(yīng)用
例題1:若向量
=(1, 1),
=(2, 5),
=(3, x)滿足條件8(
-
)·
,那么x=( )。
解:根據(jù)題干我們可以很容易發(fā)現(xiàn),這道題的考察主要方向是針對(duì)平面向量運(yùn)算的,其中有涉及向量坐標(biāo)運(yùn)算,也有考察數(shù)量積的問題,為此我們應(yīng)該要快速回憶所學(xué)的知識(shí)點(diǎn),思考如何分解條件,解出答案。做題時(shí),我們要有嚴(yán)謹(jǐn)?shù)臄?shù)學(xué)邏輯思維,確定解題方向后,做好每一個(gè)解題步驟的規(guī)范有序。
第一步先進(jìn)行括號(hào)內(nèi)的坐標(biāo)運(yùn)算:
8(
-
)=8(1, 1)-(2, 5)=(6, 3)
第二步,拆解條件,做好數(shù)量積運(yùn)算準(zhǔn)備:
8(
-
)·
=(6, 3)·(3, x)
第三步,整理后即可獲得一元一次方程,獲得正確答案:18+3x=30,解得x=4。
例2:在直角坐標(biāo)系xOy中,已知向量
=(-1, 2),又點(diǎn)A(8, 0),B(ksinθ, t)(0≤θ≤
)
若
,且
,求向量
。
解:在看到這樣的題時(shí),我們很容易從中看出向量和三角函數(shù)融合的情形,那么在解題時(shí)就要有明確的思路,先確定從平面向量坐標(biāo)運(yùn)算入手的方向,抓住向量基本運(yùn)算公式的要點(diǎn),逐步求解。
第一步,根據(jù)條件進(jìn)行平面向量坐標(biāo)運(yùn)算,根據(jù)垂直條件,運(yùn)用垂直計(jì)算公式,可得:
由此可發(fā)現(xiàn),我們初步確立了兩個(gè)未知數(shù),可以聯(lián)立得到一個(gè)二元一次方程,通過化簡(jiǎn)可得:
實(shí)際上我們可以分析得出,向量與三角函數(shù)的題型解決辦法在于把問題轉(zhuǎn)化為常見的代數(shù),然后進(jìn)行運(yùn)算,這樣能節(jié)省我們更多的時(shí)間,也更加有利于我們找到解題思路,得到正確答案。
例3:已知向量
,
滿足
·
=0,|
|=1,|
|=2,則|2
-
|等于( )。
解:這種題實(shí)際上從表面看是在考察我們向量的簡(jiǎn)單運(yùn)算,并且涉及數(shù)量積、綜合運(yùn)算等問題,相對(duì)比較簡(jiǎn)單,但如果按照常規(guī)解法,我們需要很大的計(jì)算量,具體公式如下:
第一步,要用到根號(hào)(很大一部分同學(xué)容易忘記,或者記錯(cuò)):
第二步,要用到開平方公式(這個(gè)公式很多同學(xué)就更不容易理解和應(yīng)用了):
但是我們根據(jù)幾何中數(shù)形結(jié)合的思想,我們很容易從已知條件
·
=0得到:以向量
,
為鄰,可以實(shí)現(xiàn)數(shù)形變化,形成一個(gè)新的矩形輔助解題。然后確定邊長(zhǎng)和寬,借助已知條件得到|
|=1,|
|=2。由此我們就可以構(gòu)建出幾何圖形輔助解出正確答案,如圖1。
四、總結(jié)
綜上所述,向量在高中數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)中的應(yīng)用分析還是需要我們學(xué)生多掌握基礎(chǔ)知識(shí),從坐標(biāo)運(yùn)算的基本步驟,到公式的轉(zhuǎn)化應(yīng)用,都需要進(jìn)行記憶和練習(xí),才能在解題中有基礎(chǔ)保障。然后在學(xué)習(xí)中我們還要多向老師請(qǐng)教,吸取做題的技巧,雙管齊下,才能更好的提升自己的數(shù)學(xué)解題能力。
參考文獻(xiàn):
[1]新課改下高中數(shù)學(xué)向量教學(xué)與學(xué)生能力的培養(yǎng)初探[J].丁永成.課程教育研究.2015(20)
[2]淺析新課改下高中數(shù)學(xué)向量教學(xué)存在的問題及對(duì)策[J].時(shí)偉.新課程(中學(xué)).2015(01)
[3]論向量在立體幾何和平面解析幾何中的應(yīng)用[J].劉鋒.中國(guó)校外教育.2015(33)endprint