何正文
(廣東省肇慶市百花中學 526000)
一道題可以因為有思考角度,解題順序,定理公式運用,數學公式變式,代入方式,知識板塊不同而多解.下面從六個例子的不同解法中剖析出其中的本質.
這道題解法用多面體的體積知識點做,從分割,補全,不割不補的不同思考角度有不同的解法.
從把原多面體分割成三個小幾何體這個角度出發(fā):
解法一取CE中點M,ED中點N,則可將此多面體分割成三個小幾何體,分別是四棱錐C-ABMF,三棱柱BMN-AFD以及三棱錐E-BMN,CD=2.
通過證明和計算,可以得到:CD⊥面ABMF,BA⊥面ACD,EN⊥面BMN,CD=2.
從把原多面體補全成一個大幾何體這個角度出發(fā):
解法二把原幾何體補全成一個新的幾何體(三棱柱ACD-A1C1E)發(fā)現,原多面體的體積是三棱柱ACD-A1C1E體積的一半.
從對原多面體既不分割也不補全這個角度出發(fā):
解法三(對原多面體既不分割也不補全)
把原多面體看成一個以C為頂點,四邊形ABED為底面的四棱錐.
過C作CG⊥AD,通過證明可知:CG⊥面ABED.
證法一(從左到右)
證法二(從右到左)
∵log1227=a,
證法三(中間會師)
證法四(轉化條件)
以上一題多解,既可看到知識的內在聯(lián)系、巧妙轉化和靈活運用,又可梳理推理論證等式的一般方法和思路:從左到右、從右到左、中間會師、轉化條件等,這些對提高解題能力是多么重要.
這道題解法都是用角和邊互換的知識做,分別用余弦定理,正弦定理,射影定理,有不同的解法.
從余弦定理這個知識點出發(fā):
從正弦定理這個知識點出發(fā):
從射影定理這個知識點出發(fā):
例4 已知拋物線在y軸上的截距為3,對稱軸為直線x=-1,在x軸上截得線段長為4,求拋物線方程.
這道題是考察拋物線公式的知識點,我們可以選取不同的拋物線公式,有不同解法.
從拋物線方程的一般式:
解法一截距為3,可選擇一般式方程:y=ax2+bx+c(a≠0).
顯然有c=3,利用其他條件可列方程組求a,b值.
從拋物線方程的頂點式:
解法二由對稱軸為直線x=-1,可選擇頂點式方程:
y=a(x-m)2+k(a≠0).
顯然有m=-1,利用其他條件可列方程組求a,k的值.
從拋物線方程的兩根式:
解法三由一元二次方程與一元二次函數關系可選擇兩根式
y=a(x-x1)(x-x2)(a≠0)(必須與x軸有交點).
顯然x1=-3,x2=1.由截距3,可求a值.
五﹑運用代入方式不同的一題多解
例5 定義在R上的函數f(x)滿足f(x+y)=f(x)+f(y)+2xy(x,y∈R),f(1)=1,則f(-3)等于( ).
A.2 B.3 C.6 D.9
這道題是代入法來做,我們可以選取不同的代入值,有不同解法.
解法一f(x+y)=f(x)+f(y) 中,可令x,y特殊值,計算出前幾項,猜想出結果.令x=0,y=0, 得f(0)=0;令x=1,y=1, 得f(2)=4;再令x=1,y=2, 得f(3)=9.則f(0)=0,f(1)=1,f(2)=4,f(3)=9猜想f(x)=x2, 則f(-3)=9.
解法二再取特值得f(0)=0,再令y=-x得,f(x)+f(-x)=2x2,再令y=-x,得f(-3)=9.
解法三右邊2xy,有點象完全平方的形式,構造滿足條件的特殊函數.
取f(x)=x2滿足f(x+y)=f(x)+f(y)+2xy和f(1)=1,則f(-3)=9.
例6 過拋物線y2=2px(p>0)的對稱軸上一點A(a,0)(a>0)的直線與拋物線相交于M,N兩點, 自M,N向直線l:x=-a作垂線,垂足分別為M1,N1.
這道題證明垂直的題目,從幾何板塊知識,向量板塊知識,坐標計算知識板塊等不同知識板塊,有不同的解法.
從幾何板塊知識入手:
由拋物線的定義得:|MA|=|MM1|,|NA|=|NN1|,
所以∠MAM1=∠MM1A,∠NAN1=∠NN1A.
如圖5,設準線l與x軸的交點為A1,因為MM1∥NN1∥AA1,
所以∠A1AM1=∠MM1A,∠A1AN1=∠NN1A.
而∠A1AM1+∠MAM1+∠A1AN1+∠NAN1=180°.
即2∠A1AM1+2∠A1AN1=180°.
所以∠A1AM1+∠A1AN1=90°.
故得AM1⊥AN1.
從向量板塊知識入手:
證法二設∠MAx=θ,
從坐標計算板塊知識入手:
所以AM1⊥AN1.
所以AM1⊥AN1.
綜合上述(1)、(2),必有AM1⊥AN1.
可見,不同解法反映學生的視角與思路是不同的,本質就是把數學知識圖形化,坐標化,代數化,知識點之間融合化,從一道題中學會一類題,甚至構建一個知識系統(tǒng).達到舉一反三,一箭雙雕的目標.