文 瑾
(新疆石河子121團(tuán)第一中學(xué) 832066)
數(shù)學(xué)解題不可能一蹴而就的,必須要經(jīng)過自己的嘗試,發(fā)現(xiàn),體會(huì),領(lǐng)悟的過程.高三數(shù)學(xué)一節(jié)不等式選講習(xí)題課上,筆者拋出一道題.
題目(2017年高考全國Ⅱ卷第23題)已知:a>0,b>0,a3+b3=2,求證:
(1)(a+b)(a5+b5)≥4;
(2)a+b≤2.
師:不等式證明問題,我們已經(jīng)講過多遍解題的思路和常用方法,這道題哪位同學(xué)做出來了?
生1:我一看這類證明題,就不會(huì)做,壓根就沒有想法.
生2:老師,這道題我直接證明,寫到(a+b)(a5+b5)=a6+ab5+ba5+b6,沒有公因式可提取,卡住了.
生3:我也是,次數(shù)太高,第一次見這類證明題,不知該從哪寫.
師:配方試試,看有沒有突破.(當(dāng)大部分學(xué)生還在忙于配方時(shí),有一個(gè)學(xué)生(生4)舉手說,老師,我證明出來了.)
師:(裝作很驚訝的樣子):太棒了!你是怎么想的呢?請把你證明的過程與小伙伴分享.
生4:要證(a+b)(a5+b5)≥4,只需證(a+b)(a5+b5)≥(a3+b3)2,展開得a6+ab5+ba5+b6≥a6+2a3b3+b6,只需證ab5+ba5≥2a3b3,只需證a4+b4≥2a2b2,只需證b4+a4-2a2b2≥0,只需證(b2-a2)2≥0.∵a>0,b>0,∴(b2-a2)≥0顯然成立,即(a+b)(a5+b5)≥4.
師:生4思路清晰,合情合理.你是怎么想到(a+b)(a5+b5)≥(a3+b3)2?
生4:我是一眼看出來的!∵a3+b3=2,∴4=(a3+b3)2,把高次轉(zhuǎn)化為低次就出來了.
生1:太贊了,這題我竟然聽懂了,從后往前推.
生2:老師,我也做出來了,用配方法,先把a(bǔ)6+b6寫成(a3+b3)2-2a3b3,再與已知條件湊在一起,就可得到,過程如下:
證明:(a+b)(a5+b5)=a6+ab5+ba5+b6
=(a3+b3)2-2a3b3+ab5+ba5
=(a3+b3)2+ab(b4+a4-2a2b2)
=(a3+b3)2+ab(b2-a2)2.
∵a>0,b>0,a3+b3=2,∴(a3+b3)2+ab(b2-a2)2=4+ab(b2-a2)2≥4,即(a+b)(a5+b5)≥4.
生3:我怎么沒想到?解題需要靈感,看來我是對這道題沒有feel(感覺).
師:生4采用分析法證明,從要證的不等式著手,逐步推求使它成立的條件,直至推得正確的不等式,執(zhí)果索因的方法證明非常妙.生2,迎難而上,采用綜合法,挑戰(zhàn)不可能,從已知條件出發(fā)逐步推理論證直至結(jié)論,由因?qū)ЧC明勇氣可嘉.
生5:老師,我又有新發(fā)現(xiàn),在學(xué)選修4-5第三講,例1已知a,b∈R,證明(a2+b2)(a4+b4)≥(a3+b3)2,您講過如果不等式的形式與柯西不等式的一致性,就可以避免繁雜的計(jì)算.我模仿做了一下:根據(jù)柯西不等式,有
師:證明不等式,能聯(lián)系到經(jīng)典不等式,既拓展了證明思路,又可以簡化運(yùn)算,生5的方法經(jīng)濟(jì)又實(shí)惠,瞬間秒殺此題第1問,妙解.
這道高考題對思維能力的考查上升到前所未有的新高度.對這道不等式題的證明,一題多解,5種方法的思維高度各不相同,筆者突然頓悟到教師教的重點(diǎn)和學(xué)生學(xué)的關(guān)鍵點(diǎn)在于是否具備“學(xué)解”的能力.“學(xué)解”就是學(xué)會(huì)思路的尋找,通過解題來“學(xué)會(huì)”解題的方法,達(dá)到會(huì)一題而通一類、帶一串的效果.
課后,筆者仔細(xì)回味,今天課上講的這道高考題,學(xué)生初次交鋒大多數(shù)是一頭霧水,遇到障礙,經(jīng)過有數(shù)學(xué)直覺同學(xué)的啟發(fā):從尋找證明此題需要哪些條件?還缺少什么?能否從現(xiàn)有的條件中發(fā)現(xiàn)什么?如何運(yùn)用已經(jīng)學(xué)過的相關(guān)公式和方法?為什么這樣做?說出自己做題的來龍去脈等.最后,學(xué)生齊心協(xié)力探尋解決問題的方法,共發(fā)現(xiàn)五種解法解決這道題,逐步理清了解決這類問題的思路,識(shí)別了廬山正面目.
筆者意識(shí)到,這節(jié)課存有缺憾,僅完成了知識(shí)目標(biāo)的任務(wù),當(dāng)學(xué)生面對此類型題,依舊會(huì)遺憾的失分.因?yàn)閷W(xué)生中大多數(shù)停留在模仿,對證明不等式的方法(比較法、綜合法、分析法、反證法等)的本質(zhì)是什么?每種方法的優(yōu)缺點(diǎn),哪時(shí)候用這種方法?如何用此法?大多數(shù)思維是模糊的不清晰的.追其根源,當(dāng)學(xué)生碰壁時(shí),往往別人的想法代替了自己的解法,自己沒有及時(shí)對解題過程獨(dú)立發(fā)現(xiàn)——體會(huì)——反思,當(dāng)獨(dú)自面對問題時(shí),欠缺“學(xué)解”能力的儲(chǔ)備,自然不能迅速識(shí)別、敏銳的作出判斷.