☉江蘇省口岸中學(xué) 曹 艷
在解答高考數(shù)學(xué)客觀題中,我們可以結(jié)合一些特殊元素來處理相關(guān)的問題,比如可以選取一些特殊值、特殊函數(shù)、特殊向量、特殊復(fù)數(shù)、特殊圖像(或圖形)等.通過特殊法來處理相關(guān)的數(shù)學(xué)問題,往往可以達(dá)到非常好的效果,且簡單有效,快捷方便.任意一個考生都有一顆巧妙利用特殊法解決客觀題的心.下面用特殊法剖析2017年高考真題.
在解決一些有關(guān)函數(shù)、不等式、數(shù)列、算法等選擇題時,往往可以結(jié)合題目的條件,通過特殊值的選取結(jié)合題中對應(yīng)的選項加以排除,進(jìn)而達(dá)到確定正確選項的目的.往往可以簡化過程、提升速度.
分析:常規(guī)方法是根據(jù)分段函數(shù)f(x)的圖像展開,采用導(dǎo)數(shù)法或基本不等式方法來處理,過程繁雜,不易判斷.通過特殊值的選取,利用排除法來間接分析與判斷,從特殊到一般來確定.
當(dāng)x=0時,得|a|≤f(0)=3,解得-3≤a≤3,排除選項C、D;
當(dāng)x=2時,得|a+1|≤f(2)=3,解得-4≤a≤2,排除選項B、D.
故選擇A.
點評:通過特殊值的選取,回避復(fù)雜分段函數(shù)問題、絕對值不等式問題的交匯與綜合,簡化解答過程,正確快捷得到答案.解決問題的關(guān)鍵是選取合理的特殊值使問題的判斷更為快速,以及減少特殊值的選取次數(shù).
在解答一些有關(guān)抽象函數(shù)的選擇題或填空題時,可以選取滿足條件的特殊函數(shù)加以驗證,變抽象為具體,通過特殊函數(shù)發(fā)現(xiàn)規(guī)律,尋求解答方法.
例2(2017·天津理·6)已知奇函數(shù)f(x)在R上是增函數(shù),g(x)=xf(x).若a=g(-log25.1),b=g(20.8),c=g(3),則a,b,c的大小關(guān)系為( ).
(A)a<b<c (B)c<b<a
(C)b<a<c (D)b<c<a
分析:常規(guī)方法是根據(jù)題目條件來分析確定抽象函數(shù)g(x)的單調(diào)性,進(jìn)而作出判斷,過程比較煩瑣.而根據(jù)題目條件選擇特殊函數(shù)法就顯得簡單快捷,易于操作.
解析:取特殊函數(shù)f(x)=x,則g(x)=xf(x)=x2,
從而g(x)是R上的偶函數(shù),且在(0,+∞)上是增函數(shù),而0<20.8<21=2=log24<log25.1<log28=3,可得g(20.8)<g(log25.1)<g(3),亦即g(20.8)<g(-log25.1)<g(3),則有b<a<c,故選擇C.
點評:直接結(jié)合抽象函數(shù)的性質(zhì)來分析,比較煩瑣.而通過選取滿足題意的特殊函數(shù),可以快速準(zhǔn)確地解答相關(guān)的函數(shù)問題,進(jìn)而得以判斷.解決此類問題的關(guān)鍵是根據(jù)題目條件選取簡單的滿足題目條件的基本初等函數(shù),熟練掌握基本初等函數(shù)的相關(guān)性質(zhì)是利用特殊函數(shù)法解決問題的關(guān)鍵.
在解答有關(guān)函數(shù)圖像、平面向量、解析幾何等問題時,往往可以通過選取特殊點的方法,非常巧妙地處理與函數(shù)圖像、向量運算、直線與圓、圓錐曲線等有關(guān)的問題,直觀快捷,方便易懂.
例3 (2017·山東理·12)已知e1,e2是互相垂直的單位向量.若e1-e2與e1+λe2的夾角為60°,則實數(shù)λ的值是______.
分析:常規(guī)方法根據(jù)平面向量的線性運算確定相應(yīng)的模以及數(shù)量積,結(jié)合數(shù)量積公式來求解.而根據(jù)題目條件通過特殊點的選取,引入平面直角坐標(biāo)系,可以更為快捷的確定相應(yīng)的參數(shù)值.
解析:取特殊點,設(shè)e1=(1,0),e2=(0,1),
點評:通過特殊點的選取,引入平面直角坐標(biāo)系,從而平面向量的線性運算與數(shù)量積的運算問題就可以轉(zhuǎn)化為平面向量的坐標(biāo)運算,運算起來更為快捷方便,而且不失一般性.特殊點處理,巧妙化解決.
通過特殊復(fù)數(shù)的引入,可以非??旖莸靥幚硪恍┡c復(fù)數(shù)性質(zhì)、運算、判斷等有關(guān)的問題.通過特殊復(fù)數(shù)法,可以回避相關(guān)復(fù)數(shù)的四則運算、相關(guān)性質(zhì)以及相關(guān)的運算規(guī)律,簡化過程.
例4 (2017·全國Ⅰ理·3)設(shè)有下面四個命題:
p2:若復(fù)數(shù)z滿足z2∈R,則z∈R;
p3:若復(fù)數(shù)z1,z2滿足z1z2∈R,則z1=z2;
p4:若復(fù)數(shù)z∈R,則;
其中的真命題為( ).
(A)p1,p3(B)p1,p4(C)p2,p3(D)p2,p4
分析:常規(guī)方法是設(shè)出復(fù)數(shù)z=a+b(ia,b∈R),根據(jù)各命題的條件加以展開來分析與判斷.而根據(jù)題目條件中相應(yīng)命題的特征,引入特殊復(fù)數(shù),可以“秒”判斷.
解析:取特殊復(fù)數(shù)z=z1=z2=i,
對于p2:由于z2=i2=-1∈R,但z=i?R,其是假命題;
對于p3:由于z1z2=i2=-1∈R,但z1≠z2,其是假命題.
故選擇B.
點評:在判斷一些命題真假時,經(jīng)常可以采用一些特殊元素,利用舉反例直接判斷其為假命題.這里通過特殊復(fù)數(shù)的選取,讓一般性的復(fù)數(shù)問題特殊化,使問題簡單統(tǒng)一化,簡化運算.
在解決一些有關(guān)函數(shù)性質(zhì)、立體幾何等的選擇題中,可以通過特殊函數(shù)圖像的構(gòu)造、特殊立體幾何圖形的應(yīng)用等實現(xiàn)數(shù)形結(jié)合,直觀判斷相應(yīng)的函數(shù)、立體幾何等問題.
例5 (2017·全國Ⅲ理·16)a,b為空間中兩條互相垂直的直線,等腰直角三角形ABC的直角邊AC所在直線與a,b都垂直,斜邊AB以直線AC為旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn),有下列結(jié)論:
①當(dāng)直線AB與a成60°角時,AB與b成30°角;②當(dāng)直線AB與a成60°角時,AB與b成60°角;③直線AB與a所成角的最小值為45°;④直線AB與a所成角的最小值為60°.
其中正確的是______(填寫所有正確結(jié)論的編號).
分析:常規(guī)方法是根據(jù)空間直線的位置關(guān)系來分析判斷,難度非常大,不易操作.而結(jié)合題目條件,直接構(gòu)造特殊的立體幾何圖形,利用圓錐的特殊情況來解決空間直線的夾角問題.這樣就省去復(fù)雜的空間幾何體的想象與計算.
解析:構(gòu)造特殊圖形,由題意,AB是以AC為軸,BC為底面半徑的圓錐的母線,設(shè)BC=1,
由 AC ⊥a,AC ⊥b,又AC⊥圓錐底面,在底面內(nèi)可以過點B,作BD∥a,交底面圓C于點D,如圖1所示,
連接DE,則DE⊥BD,可得DE∥b,連接AD,等腰△ABD中,AB=AD=
當(dāng)直線AB與a成60°角時,∠ABD=60°,故BD=
過點B作BF∥DE,交圓C于點F,連接AF,由圓的對稱性可知BF=DE=
圖1
那么△ABF為等邊三角形,即∠ABF=60°,亦即AB與b成60°角,②正確,①錯誤,由最小角定理可知③正確;
很明顯,可以滿足平面ABC⊥直線a,直線AB與a所成的最大角為90°,④錯誤.
故填答案:②③.
點評:通過特殊立體幾何圖形——圓錐的構(gòu)造,結(jié)合特殊圓錐的幾何性質(zhì)來解決空間直線的夾角問題,直觀有效,省去繁雜的計算,提高解題效益.
特殊法是解答高考客觀題的最佳方法之一,適用于解答“對某一集合的所有元素、某種關(guān)系恒成立”,這樣以全稱判斷形式出現(xiàn)的題目,其原理是“結(jié)論若在某種特殊情況下不真,則它在一般情況下也不真”,利用“小題小做”或“小題巧做”的策略解題.J