福建師范大學附屬福清德旺中學 (350319)
周 丹
今年全國新高考語文Ⅰ卷作文圍繞了圍棋的“三手”展開:本手指合乎棋理的正規(guī)下法、妙手指出人意料的精妙下法、俗手指貌似合理,而從全局看通常會受損的下法.對于初學者,要從本手開始,本手是基礎(chǔ),只有把本手的功夫扎實了,棋力才會提高,才會有創(chuàng)造,才能下出妙手,如果不扎實基礎(chǔ)一味追求妙手,往往得不償失,下出俗手.解數(shù)學題,就如同下一盤棋,同樣需要扎實本手功夫,打好基礎(chǔ)知識,才能融匯貫通,提升能力,下出妙手.在考場上本手與妙手的區(qū)別往往體現(xiàn)在解題時間和解題技巧上,對數(shù)學思維的要求較高.本文以2022年新高考全國Ⅰ卷數(shù)學試卷第11題為例進行探究,領(lǐng)略從本手到妙手進階.
試題已知O為坐標原點,點A(1,1)在拋物線C:x2=2py(p>0)上,過點B(0,-1)的直線交C于P,Q兩點,則( ).
A.C的準線為y=-1 B.直線AB與C相切
C.|OP|·|OQ|>|OA|2D.|BP|·|BQ|>|BA|2
考查意圖:本題是一題多項選擇題,以拋物線為載體,以導數(shù)、向量、不等式為工具,考查了切線、不等式等知識,考查推理論證能力、運算求解能力;考查化歸與轉(zhuǎn)化思想、數(shù)形結(jié)合思想;考查邏輯推理、數(shù)學運算等核心素養(yǎng);體現(xiàn)基礎(chǔ)性、綜合性、創(chuàng)新性.
以上解法較為常規(guī),只要夯實基礎(chǔ),就能想到基本的求解方法,只要認真運算,就能下出本手.從答案的解答過程可以看出,本題并不是很難,屬于中檔題,此類題目如果能給出更快速的解題方法,那將為后面的題目爭取更多的答題時間,這就需要掌握更妙的解法,下出妙手.接下來讓我們一同看看此題如何從本手進階到妙手.
對于選項A:C的準線為y=-1.只需簡單將點代入就可以求出p(解法1),也就是單純掌握好本手就可以迅速判斷此選項是錯誤的.下面就BCD選項介紹妙手的進階:
1.對于選項B:直線AB與C相切
解法2:由y′=2x得曲線C在點A(1,1)處的切線斜率為2,所以切線方程為y=2x-1,由已知易得,直線AB的方程為y=2x-1,故直線AB與點A處的切線重合,所以B正確.
評析:若直線AB與C相切,則直線AB即為在點A(1,1)處的切線,而點A處的切線方程和直線AB的方程較易求出,即可進行判斷.此種解法避免了聯(lián)立方程,當聯(lián)立方程整理過程復雜時,可很好地體現(xiàn)它的優(yōu)越性.
解法3:由y′=2x得曲線C在點A(1,1)處的切線斜率為2,易得,直線AB的斜率也為2,點A處的切線與直線AB有公共點A,故直線AB與點A處的切線重合,所以B正確.
評析:在解法2的思考下,進一步思考發(fā)現(xiàn),點A處的切線和直線AB有公共點A,只要斜率相同,直線即重合,轉(zhuǎn)而判斷斜率是否相同,即可得出答案.此種解法更注重對數(shù)學思維的考查,注重劃歸與轉(zhuǎn)化思想的應用,較前兩種解法運算量更小,速度更快,可以算是本手向妙手的進階.
2.對于選項C:|OP|·|OQ|>|OA|2
同解法1可得x1+x2=k,x1x2=1,y1+y2=k2-2,y1y2=1.
評析:由根號內(nèi)部a2+b2形式,可以聯(lián)想到用不等式a2+b2≥2ab來確定大小關(guān)系,相比解法1的代入、展開、化簡,運算量小了很多,使得解題速度有所提高.
評析:此種解法的要求較高,需要學生對不等式的知識有更深入的研究和掌握,此塊知識不作為必學的知識,更注重學生的思考,要靠學生自己提升,速度快,但是要求高.
3.對于選項D:|BP|·|BQ|>|BA|2
評析:直線上兩點間的距離公式,可利用勾股定理轉(zhuǎn)化得出,具有普遍性,在此題中如果能熟練掌握,將大大降低運算量,不失為一種好方法.
評析:有關(guān)線段長度的大小關(guān)系,當在線段都位于同一條直線上時,常將線段投影到同一直線上進行比較,這種轉(zhuǎn)化會使復雜的問題簡單化.本題中,線段BP、BQ位于同一條直線上,但線段AB不在這條直線上,將其都投影在y軸上時不能直接進行比較,通過觀察可知直線PQ與x軸所成角明顯大于直線AB與x軸所成角,結(jié)合余弦函數(shù)的性質(zhì)及不等式性質(zhì),再利用投影逆回去應用即可輕松判斷.這種解法,需要學生有靈敏的數(shù)學思維和較強的數(shù)形結(jié)合能力和數(shù)學推理能力,方法巧妙,可為妙手.
本題是選擇題的倒數(shù)第二題,作為多項選擇題,A、B選項較易判斷,注重對基礎(chǔ)知識的考查,對于C、D選項,涉及函數(shù)、圖像、不等式相關(guān)知識,此類型問題,是很多學生過不去的坎,往往讓學生望而卻步,尤其在不等式的化簡過程中式子經(jīng)常較為復雜,化簡容易出現(xiàn)問題,這就使得學生一看到不等式問題都沒有信心去化簡去解決.因此要多探究新的方法,簡便的方法,使得學生重拾信心,而這些富有創(chuàng)新性的解法都是在扎實基礎(chǔ)的前提下產(chǎn)生的,也就是扎實本手,但是要想出其不意,還要從思維上進行培養(yǎng),從思想上進行引領(lǐng),將問題進行轉(zhuǎn)化,提升妙手,這樣才能達到培養(yǎng)能力的目的.
A.-3 B.-2 C.0 D.1
對比兩種解法,解法1中規(guī)中矩,只需扎實掌握賦值法探究即可得出答案,相比較而言,解法2從三角函數(shù)和積化和差公式形式上的特征,找到滿足題意的函數(shù),更注重思維上的提升,強調(diào)化歸轉(zhuǎn)化思想的引領(lǐng),借助余弦的積化和差公式進行轉(zhuǎn)化,用簡單的知識去解決復雜的問題簡,真正提升了能力,培育了素養(yǎng),堪稱精妙.
新課程下的數(shù)學教學更要求學生有良好的思維品質(zhì),教學中不只是要求學生注重基礎(chǔ)知識,還要建構(gòu)知識的內(nèi)在聯(lián)系,達到知識的融會貫通.新高考中,知識是基本的,試題是新穎的,注重考查理性思維,明確的思維方向、充分的思維依據(jù),能對事物或問題進行觀察、比較、分析、綜合、抽象與概括,能夠幫助關(guān)鍵能力的提升和核心素養(yǎng)的培育.本題從思想上進行引領(lǐng),考查學生的推理論證能力和運算求解能力,注重培養(yǎng)化歸與轉(zhuǎn)化思想、數(shù)形結(jié)合思想,發(fā)展了學生的邏輯推理和數(shù)學運算等素養(yǎng).