【摘要】 本文主要探討高中數(shù)學(xué)開放性試題的特點及解題策略,通過對典型例題的分析,闡述如何從不同角度思考問題和解答開放性試題,強調(diào)開放性試題對培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維和綜合能力的重要意義,為高中數(shù)學(xué)教學(xué)提供有益的參考.
【關(guān)鍵詞】高中數(shù)學(xué);開放性試題;解題策略
隨著教育改革的不斷深入,開放性試題在高中數(shù)學(xué)中所占的比重逐漸增大.這類試題具有條件不完備、答案不唯一、解題方法多樣等特點,對學(xué)生的思維能力和創(chuàng)新能力提出了更高的要求.深入研究開放性試題的解題策略,有助于提高學(xué)生的數(shù)學(xué)素養(yǎng)和解決問題的能力,適應(yīng)新時代對人才培養(yǎng)的需求.
1 結(jié)論開放性試題的解題策略
例1 若點Psinθ,-cosθ與Qcosθ+π4,
sinθ+π4關(guān)于直線y=x對稱,寫出一個符合題意的θ值為 .
解析 由題設(shè),P,Q中點(sinθ+cos(θ+π4)2,
-cosθ+sin(θ+π4)2)在直線y=x上,且kPQ=-1,
所以sinθ+cos(θ+π4)2=
-cosθ+sin(θ+π4)2,
且sin(θ+π4)+cosθcos(θ+π4)-sinθ=-1,
即sinθ+cos(θ+π4)=-cosθ+sin(θ+π4),
且sin(θ+π4)+cosθ=sinθ-cos(θ+π4),
所以sinθ+22cosθ-22sinθ=-cosθ+
22cosθ+22sinθ,
且22sinθ+22cosθ+cosθ=sinθ-
22cosθ+22sinθ,
故2sinθ=sinθ+cosθ=2sin(θ+π4),
且2cosθ=sinθ-cosθ=-2cos(θ+π4),
所以sinθ=sin(θ+π4),且cosθ=-cos(θ+π4),
綜上,2θ+π4=(2k+1)π,k∈Z,
可得θ=(k+12)π-π8,k∈Z,顯然3π8滿足.
解題策略 由P,Q中點在直線y=x上且所成直線斜率為-1,并應(yīng)用和角正余弦公式展開化簡,得sinθ=sin(θ+π4)且cosθ=-cosθ+π4,進而求θ值.根據(jù)題意解得θ=(k+12)π-π8,k∈Z,當(dāng)k取不同值時,得到的答案是不唯一的.可見,求解這類結(jié)論開放性試題時,需要先根據(jù)題設(shè)條件進行推導(dǎo),得到的結(jié)果與某一個可變參數(shù)有關(guān),當(dāng)參數(shù)取不同值時,得到的結(jié)果是不同的,按題目要求寫出一個結(jié)果即可.
2 條件開放性試題的解題策略
例2 在①A∪B=B;②“x∈A(A是非空集合)”是“x∈B”的充分不必要條件;③A∩B=這三個條件中任選一個,補充到第(2)問的橫線處,求解下列問題.
已知集合A={x|a-1≤x≤2a+1,a∈R},B=x-1≤x≤3.
(1)當(dāng)a=2時,求A∪B和A∩CRB;
(2)若,求實數(shù)a的取值范圍.
解析 (1)當(dāng)a=2時,
集合A=x1≤x≤5,
B=x-1≤x≤3,
所以A∪B=x-1≤x≤5,
又因為CRB=xx<-1或x>3,
所以A∩CRB=x3<x≤5.
(2)若選擇①,A∪B=B,則AB,
當(dāng)A=時,a-1>2a+1,解
得:a<-2,
當(dāng)A≠時,
又AB,B=x-1≤x≤3,
所以a-1≤2a+1a-1≥-12a+1≤3,
得0≤a≤1,
所以實數(shù)a的取值范圍是(-∞,-2)∪[0,1].
若選擇②,“x∈A“是“x∈B”的充分不必要條件,
則ABA≠且A≠B,
因為B=x-1≤x≤3,
a-1≤2a+1a-1≥-12a+1<3或a-1≤2a+1a-1>-12a+1≤3,
解得:0≤a≤1,
由于a-1=-12a+1=3無解,A=B不成立,
所以實數(shù)a的取值范圍是0,1.
若選擇③,A∩B=,
當(dāng)A=時,a-1>2a+1,
解得:a<-2,
當(dāng)A=時,又A∩B=,
則a-1≤2a+1a-1>3或a-1≤2a+1,2a+1<-1,
解得:-2≤a<-1或a>4,
所以實數(shù)a的取值范圍是(-∞,-1)∪(4,+∞).
解題策略 本題第(1)問中,先求出集合A∪B,再求出CRB,進而可得集合A∩CRB;本題第(2)問是條件開放性問題,分情況處理,若選擇①,考慮AB的情形即可,要分A=和A≠兩種情況分析;若選擇②,考慮ABA≠且A≠B的情形即可;若選擇③,考慮A∩B=的情形即可,要分A=和A≠兩種情況分析.可見,這類條件開放性試題通常將一個問題賦予不同條件,讓學(xué)生在題目的“大”條件下選擇不同的“小”條件進行綜合解答,一般情況下,選擇了不同的“小”條件得到的結(jié)果不同,但解題的大致思路是一致的.
3 結(jié)語
高中數(shù)學(xué)開放性試題作為一種新型的試題形式,對學(xué)生的數(shù)學(xué)素養(yǎng)和綜合能力提出了更高的要求.通過對其解題策略的研究和實踐,可以幫助學(xué)生更好地應(yīng)對這類試題,提高數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的效果.同時,教師在教學(xué)過程中應(yīng)注重培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和綜合運用能力,為學(xué)生的未來發(fā)展奠定堅實的基礎(chǔ).
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