☉江蘇省張家港市崇真中學(xué) 錢亞琴
高考數(shù)學(xué)命題人往往會將一整套知識理論體系和思想方法融匯在整張試卷當(dāng)中,如果將構(gòu)建知識網(wǎng)絡(luò)的完整理論體系作為高三數(shù)學(xué)一輪復(fù)習(xí)的核心,那么,引導(dǎo)學(xué)生歸納、整理、提煉并體會整套思想方法則是高三數(shù)學(xué)二輪復(fù)習(xí)最為重要且核心的內(nèi)容.二輪復(fù)習(xí)這一承上啟下的過程是促進學(xué)生靈活運用知識并提升能力的關(guān)鍵時期,學(xué)生的思維水平與能力往往會在這一重要時期獲得飛速發(fā)展.因此,教師在高三數(shù)學(xué)二輪復(fù)習(xí)的過程中要特別重視數(shù)學(xué)思想方法的歸納與整理,使學(xué)生能夠不斷獲得思維優(yōu)化與能力提升.
運用運動與變化的觀點對數(shù)學(xué)中的數(shù)量關(guān)系進行分析與研究并構(gòu)造函數(shù)或建立函數(shù)關(guān)系,使問題在函數(shù)的圖像與性質(zhì)的分析與轉(zhuǎn)化中得以解決就是我們經(jīng)常運用的函數(shù)思想.函數(shù)思想與方程思想實際上正是對函數(shù)概念與方程概念的本質(zhì)認(rèn)識,利用函數(shù)知識或觀點、方程或方程組的觀點對問題進行分析與轉(zhuǎn)化往往能令問題順利得解.
例1 設(shè)等差數(shù)列{an}的前n項和是Sn,已知a3=12,S12>0,S13<0.
(1)試求公差d的取值范圍;
(2)S1,S2,S3,…,S12中哪個最大?理由何在?
解析:(1)由a3=12,得a1=12-2d.
因為S12=12a1+66d=144+42d>0,S13=13a1+78d=156+52d<0,
因為d<0,Sn為關(guān)于n的二次函數(shù),
所以當(dāng)n=6時,Sn最大.
反思:用函數(shù)的觀點將數(shù)列的通項或前n項和看成為自變量的函數(shù)進行解題是非常重要且有效的.
把需要解決的問題轉(zhuǎn)化成已有范圍內(nèi)可以解決的問題的思維,即我們通常所說的轉(zhuǎn)化與化歸思想,具體說來,轉(zhuǎn)化思想是應(yīng)用已有知識、方法、技巧將問題規(guī)范化、模式化,化歸思想是運用方法與手段將問題進行變換與轉(zhuǎn)化并使其順利得解.
例2 設(shè)m∈R,過定點A的動直線x+my=0和過定點B的動直線mx-y-m+3=0交于點P(x,y),則|PA|+|PB|的取值范圍為( ).
解析:由題意得,定點為A(0,0),B(1,3),兩條直線相互垂直,其交點P(x,y)落在以AB為直徑的圓周上,因此|PA|2+|PB|2=|AB|2=10,
反思:應(yīng)用這一思想方法解題時應(yīng)注意“變換”的方法,應(yīng)根據(jù)題中信息探求更為有利的途徑與方法并進行合理的選擇.
數(shù)形結(jié)合這一常用思想方法的應(yīng)用往往會令很多問題迎刃而解,“以形助數(shù)、以數(shù)解形”的思想往往能令很多復(fù)雜的數(shù)學(xué)問題變得簡單、直觀而具體,學(xué)生的思維變得形象的同時也更容易把握數(shù)學(xué)問題的本質(zhì).
例3若集合M={(x,y)|x=3cosθ,y=3sinθ(0<θ<π)},集合N={(x,y)|y=x+b},且M∩N≠?,則b的取值范圍是______.
解析:M={(x,y)|x2+y2=9,0<y≤1},即集合M表示以(0,0)為圓心、3為半徑的圓在x軸上方的部分,如圖1所示;集合N則表示一條斜率k為1、縱截距為b的直線.由圖可知:若使M∩N≠?,必須使y=x+b和半圓有公共點,則b的取值范圍是-3<b≤3
反思:在直角坐標(biāo)系中作出方程所表示的曲線并將所求最值轉(zhuǎn)化成直線在y軸上的截距,最后結(jié)合圖形進行解題是運用數(shù)形結(jié)合解決最值問題的主要環(huán)節(jié).
圖1
將比較復(fù)雜的問題分解或分割成若干基礎(chǔ)問題并因此獲得原問題的解答即為分類討論思想,這就等于在題設(shè)中增添了已知條件并根據(jù)這一有效增設(shè)使得綜合性的問題成功分解成了若干小問題,問題難度下降的同時也使學(xué)生的思維得到了優(yōu)化.
例4已知函數(shù)f(x)=logax在[2,π]上的最大值比最小值多1,則a等于( ).
分析:函數(shù)的最值問題往往需要對函數(shù)單調(diào)性進行考查才能順利得解,本題中的對數(shù)函數(shù)的增減性和底數(shù)a的取值相關(guān),因此,對a進行分類討論是必須的.
解:(1)當(dāng)a>1時,(fx)在[2,π]上為增函數(shù),最大值為(fπ),最小值為(f2),由題意可得(fπ)-(f2)=1,
即logaπ-loga2=1,a=.
(2)當(dāng)0<a<1時,(fx)在[2,π]上為減函數(shù),最大值為(f2),最小值為(fπ),故(f2)-(fπ)=1,
即loga2-logaπ=1,a=
由(1)(2)知,選C.
反思:題中a的取值令函數(shù)的性質(zhì)產(chǎn)生了改變,因此,解決此題首先應(yīng)該對a進行分類討論.分類討論解題一般遵循以下步驟:(1)確定分類對象;(2)合理分類;(3)逐類討論;(4)歸納總結(jié)并寫出結(jié)論.
人們認(rèn)識世界一般會經(jīng)歷從特殊到一般、一般到特殊的反復(fù)認(rèn)識過程,數(shù)學(xué)研究一樣會經(jīng)歷這樣的過程,這種反復(fù)認(rèn)知的過程往往能令解題者獲得準(zhǔn)確的思維方向與有效的解題策略.
例5 已知等比數(shù)列{an}中,a2=1,則其前3項的和S3的取值范圍為( ).
A.(-∞,-1]B.(-∞,0)∪(1,+∞)
C.[3,+∞)D.(-∞,-1]∪[3,+∞)
分析:已知a2=1,如果再知道公比,即可確定數(shù)列了,題中要求的是范圍,因此可取定公比來進行分析解題.
解法1:由等比數(shù)列{an}中a2=1可知,當(dāng)公比為1時,a1=a2=a3=1,S3=3. 當(dāng)公比為-1時,a1=-1,a2=1,a3=-1,S3=-1,則選D.
解法2:等比數(shù)列{an}中a2=1,
所以S3∈(-∞,-1]∪[3,+∞),故選D.
反思:一次或多次取特殊數(shù)列進行淘汰直至獲得正確答案,如有需要也可綜合多種方法進行,必要時可以進行分類討論,相比而言,取特殊值的方法比通性通法要簡潔許多.特殊與一般這一重要的數(shù)學(xué)思想方法在很多一般性的、抽象的、運動變化的、不確定的問題中都能運用.運用“歸納——猜想——證明”這一方法解決遞推數(shù)列問題時,往往首先通過對一些特例的探索得出一些一般性的規(guī)律,然后運用這些規(guī)律來解決一些特殊性的問題,這是最為常用的一種應(yīng)用,對于求值、比較大小等特殊性的問題,解題者往往需要注意其數(shù)量特征并因此發(fā)現(xiàn)其中的一般模型,繼而獲得特殊問題的最終解決.
總之,教師在高考數(shù)學(xué)第二輪復(fù)習(xí)教學(xué)的過程中應(yīng)重視數(shù)學(xué)思想方法的應(yīng)用,引導(dǎo)學(xué)生加強對數(shù)學(xué)規(guī)律的理性認(rèn)識并使其逐步養(yǎng)成良好的思維習(xí)慣,使學(xué)生在數(shù)學(xué)思想方法的滲透教學(xué)中不斷對數(shù)學(xué)知識與方法的本質(zhì)形成深刻的認(rèn)知,有效避免復(fù)習(xí)教學(xué)的盲目與隨意并獲得復(fù)習(xí)效率的大力提升.H