☉遼寧省鞍山市第三中學 王 紅
數(shù)學語言是一種獨特的術(shù)語表達形式,它除了具備語言基本的功能以外,還具有較強的抽象性、嚴謹性和概括性,是數(shù)學信息傳遞的載體,在整個數(shù)學教學和解題中起著重要的作用.新課程標準中明確提出,中學生對于數(shù)學解題能力的掌握不僅僅要表現(xiàn)在對數(shù)學概念、公式、法則的理解上,還應(yīng)體現(xiàn)在數(shù)學語言的轉(zhuǎn)化和應(yīng)用上.因此,學生的數(shù)學語言能力不僅是自身數(shù)學學習的重要組成部分,也是新課程標準對學生數(shù)學學習提出的基本要求.
數(shù)學語言能力是學生在數(shù)學學習過程中,能夠準確理解數(shù)學問題中所包涵的數(shù)學知識和思維及其所表達的數(shù)學思想,同時,還能夠?qū)?shù)學語言作進一步的構(gòu)造和轉(zhuǎn)化,轉(zhuǎn)化成為自己熟悉的語言,最終完成解題.總體上來說,學生的數(shù)學語言能力主要包括數(shù)學語言的理解能力、數(shù)學語言的轉(zhuǎn)化能力、數(shù)學語言的操作能力和數(shù)學語言的表達能力等.較高的數(shù)學解題能力是數(shù)學解題的重要保障,能夠準確理解題意,尋找其中的隱含條件,制定準確的解題計劃,進而完成正確的解題過程.
數(shù)學語言的一大功能就是用來描述數(shù)學問題,通過數(shù)學語言,來了解問題中所包含的數(shù)學信息,為解決數(shù)學問題打下基礎(chǔ).數(shù)學語言的抽象性和概括性,造就了在數(shù)學語言中會包含很多的數(shù)學隱含條件,如果學生數(shù)學語言能力不夠,就會非常容易忽視這些隱含條件,最終導致解題出現(xiàn)錯誤.例如,看似簡單的tanx,它里邊蘊含了大量的數(shù)學信息:這是一個正切函數(shù),它的周期是π,并且它還是一個奇函數(shù),它的值域是(-∞,+∞),并且它在其定義域上是增函數(shù),它的圖像還是一個中心對稱圖形.因此,在數(shù)學學習和解題過程中,學生要關(guān)注數(shù)學語言中隱含的數(shù)學信息,這樣才能夠拓寬解題思維,提高數(shù)學學習和解題的能力.
解析:解決這一問題的關(guān)鍵在于數(shù)學語言的轉(zhuǎn)化,將原題轉(zhuǎn)化為點(,1)到直線y=2的距離.根據(jù)點到直線的距離公式來完成求解.很多學生之所以出錯,就是因為忽略了題目中隱含條件.還有些學生不能夠?qū)?shù)學語言做準確把握,將x=pcosθ,y=psinθ,正余弦順序顛倒,導致出現(xiàn)錯誤.
學生對于數(shù)學語言的轉(zhuǎn)換能力主要體現(xiàn)在數(shù)學問題、結(jié)構(gòu)、易元、等價等問題的轉(zhuǎn)換上,是學生解決數(shù)學問題的保障,尤其是在利用化歸、數(shù)形結(jié)合等數(shù)學思想解決問題的時候,轉(zhuǎn)換和改造數(shù)學語言的能力就顯得非常重要.借助數(shù)學語言的轉(zhuǎn)換能夠激發(fā)學生的靈感,拓寬學生解題的思維,使學生明確解題的思路,尋找解題的方法.
例2圖1是函數(shù)y=f(x)的圖像,在區(qū)間[a,b]上存在n個不同的數(shù)x1,x2,x3,…,xn使得f,那么n的取值范圍是多少?
圖1
解析:這個問題從語言結(jié)構(gòu)上來看,是由三種語言構(gòu)成的,學生拿到手里難免會出現(xiàn)無從下手的狀況,在解題的過程中,就需要對題目中的幾何語言進行轉(zhuǎn)換和改造,將題目中的幾何語言轉(zhuǎn)化為圖形語言:在函數(shù)y=f(x)的圖像上,有n個點與坐標原點連線的斜率相同,那么n的取值范圍就是過原點的直線與函數(shù)圖像交點的個數(shù),根據(jù)圖像就可以得出n的取值.這個問題很好地反映了很多問題的解決過程都是在數(shù)學語言的轉(zhuǎn)化中實現(xiàn)的,尤其是在線性規(guī)劃、立體幾何、函數(shù)最值等部分問題的解題中,跟需要數(shù)學語言的轉(zhuǎn)換來開拓學生思維,完成解題.
例3 對于不等式0≤x2+px+5≤1只有一個解,那么p的取值應(yīng)該是多少?
解析:對于這一問題,學生如果單單是抓住數(shù)學符號語言這一項,就會覺得無從下手,思維就會受到限制,如果利用數(shù)學語言的轉(zhuǎn)換能力,將這一符號語言轉(zhuǎn)換為圖形就可以方便我們尋找問題的突破口.將它轉(zhuǎn)換為圖形語言:拋物線y=x2+px+5與0≤y≤1直線之間的位置關(guān)系,這樣,原來看似無解的數(shù)學問題便迎刃而解.
學生的數(shù)學語言構(gòu)造能力主要體現(xiàn)在抽取問題的本質(zhì),將有用的數(shù)學信息進行構(gòu)造,創(chuàng)造新的數(shù)學語言和數(shù)學模型的過程,在這個過程中,學生可以通過添加輔助線、限制數(shù)學條件等方式,獲取解題靈感,最終來解決數(shù)學問題.
例4函數(shù)f(x)=(x-a)(x-b)+(x-b)(x-c)+(x-a)(xc),其中a<b<c,那么函數(shù)f(x)的兩個零點分別位于的區(qū)間是( ).
A.(a,b)和(b,c)內(nèi)B.(-∞,a)和(a,b)內(nèi)
C.(b,c)和(c,+∞)內(nèi)D.(-∞,a)和(c,+∞)內(nèi)
解析:拿到這一題目很多學生會覺得無從下手,因為該題目中的函數(shù)表達式是含參的,我們就可以將這一問題轉(zhuǎn)化為求方程根的問題,結(jié)合題目中給出的條件來構(gòu)造函數(shù)y1=(x-a)(x-b)+(x-b)(x-c)=(x-b)(2x-a-c)和y2=-(x-a)(x-c),然后根據(jù)條件畫出大致的函數(shù)圖像,如圖2,最后根據(jù)函數(shù)圖像就可以推斷出函數(shù)的兩個零點的位置.
圖2
例5 在空間坐標系O-xyz中存在一四面體,它的頂點坐標分別是(1,0,1),(1,1,0),(0,1,1),(0,0,0),以z-O-x所在平面為投影面對四面體進行投影,得到的四面體的投影是( ).
解析:在這一問題中,題目中并沒有給出既定的直觀示意圖,我們首先要將文中的符號語言轉(zhuǎn)變成為圖像語言,建立空間之間坐標系,然后再觀察通過某一平面的正視圖.作出圖形以后,通過觀察我們會發(fā)現(xiàn),這個四面體構(gòu)成的總的輪廓是一個邊長為1的正方體,進而我們就可以圍繞結(jié)論進行判斷,選出正確的選項.
圖3
學生對數(shù)學語言的操作能力主要體現(xiàn)在對數(shù)學符號的理解、推理、運算等方面,尤其是在函數(shù)計算、不等式問題、數(shù)列等部分,對數(shù)學符號的運算推理非常多,如果學生在數(shù)學語言操作方面的能力偏弱,就會導致數(shù)學學習困難,數(shù)學問題難以解決.
解析:這一問題并沒有涉及太多的數(shù)學語言,是一道直來直去的問題,主要就是考查學生對數(shù)列公式正確的操作能力.首先根據(jù)前n項和S=a+求出a的值,nn1再根據(jù)an=Sn-Sn-1求出an=-2an-1,最終得出列{an}是一個以1為首項,以-2為公比的等比數(shù)列.
隨著新課程改革的實施,高考數(shù)學在對學生考查的側(cè)重點上出現(xiàn)了變動,逐漸加大了對學生數(shù)學語言能力的考查,尤其是在語義理解、轉(zhuǎn)換等方面.靈活使用數(shù)學語言是數(shù)學學習和解決高考數(shù)學問題的重要前提,通過數(shù)學語言之間的靈活轉(zhuǎn)換,能夠開拓學生的思維,厘清題目隱含條件,幫助學生尋找解題突破口,最終取得解題的成功.H