☉江蘇省張家港高級(jí)中學(xué) 徐 艷
專題復(fù)習(xí)是高三數(shù)學(xué)教學(xué)的重要環(huán)節(jié),通過復(fù)習(xí)可以摸清學(xué)生學(xué)情、糾正學(xué)生錯(cuò)誤、幫助學(xué)生提高分析問題和解決問題的能力;鞏固、梳理、整合學(xué)生已學(xué)過的知識(shí),將零散的知識(shí)系統(tǒng)化、結(jié)構(gòu)化,完善認(rèn)知,促進(jìn)學(xué)生解題思想方法的形成,提升學(xué)生的綜合素養(yǎng);診斷出教師在教學(xué)中的薄弱環(huán)節(jié),查漏補(bǔ)缺,以明確下一階段努力的目標(biāo).本文以高三一輪復(fù)習(xí)中的“基本不等式專題”為例,談?wù)勅绾卫妙}組及變式進(jìn)行高效復(fù)習(xí)的探索與嘗試.具體做法如下:
教師首先要在課前精心設(shè)計(jì)復(fù)習(xí)題組,認(rèn)真仔細(xì)地篩選題目.要分析所選題目的設(shè)計(jì)意圖是什么?是否符合新課程標(biāo)準(zhǔn)的理念?難易程度是否符合本班學(xué)生的實(shí)際學(xué)情?是否覆蓋到了相關(guān)的重要知識(shí)點(diǎn)和考點(diǎn)?是否能把要復(fù)習(xí)的知識(shí)點(diǎn)回歸到教材中相應(yīng)的章節(jié)中去?是否把數(shù)學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)、基本技能、基本思想和方法融入其中?是否能通過題組引領(lǐng)并落實(shí)學(xué)生對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)以及技能方法的鞏固等.
例1(蘇教版必修5 P10510)設(shè)實(shí)數(shù)x>-1,求函數(shù)y=的最小值,并求對(duì)應(yīng)x的值.
思路1(配湊):因?yàn)閤>-1,所以
思路2(換元):令
設(shè)計(jì)理由:兩個(gè)思路都是利用基本不等式來解決問題.思路1中的配湊和思路2中的換元都是為了構(gòu)造出y=的形式,再由積為定值求和的最小值的基本不等式來解決,若對(duì)這兩種方法進(jìn)行比較的話,配湊更直接些!
思路3:利用配湊或換元構(gòu)造出的形式后再由對(duì)勾函數(shù)的單調(diào)性可知:函數(shù)在(0,1)上單調(diào)遞減,(1,+∞)上單調(diào)遞增,從而可得在t=1時(shí),的最小值為2,進(jìn)而得的最小值為1.
思路4:設(shè).由f(′x)>0,得x>0;由f(′x)<0,得-1<x<0.所以函數(shù)f(x)在(-1,0)上單調(diào)遞減,在(0,+∞)上單調(diào)遞增,從而當(dāng)x=0時(shí),f(x)取得最小值為1.
設(shè)計(jì)理由:通過換元或配湊可以把原題轉(zhuǎn)化成y=t+的形式,又由t>0,故可利用基本不等式來求解出最值.但要注意到“一正、二定、三相等”的條件,若改變題目中的條件“x>-1”,則此題就可能無法運(yùn)用基本不等式來求解了,所以基本不等式在應(yīng)用時(shí)有其特殊性和局限性.而方法二和方法三抓住了問題的本質(zhì),體現(xiàn)了函數(shù)與方程的數(shù)學(xué)思想.通過對(duì)這三種方法的比較,可以讓學(xué)生摸索出它們之間的聯(lián)系以及使用條件,滲透數(shù)學(xué)基本思想,培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用基本不等式解決問題的工具意識(shí)和定位意識(shí).
例2若x>0,求函數(shù)的最小值.
思路1(配湊)
思路2(換元):令t=2x+1>1,即
則
設(shè)計(jì)意圖:和例1一樣,利用配湊或換元構(gòu)造成積為定值的形式,若對(duì)這兩種方法進(jìn)行比較的話,換元更合適些.通過設(shè)計(jì)此類表面上兩數(shù)相乘并不是定值的兩數(shù)相加求最值問題,可以培養(yǎng)學(xué)生觀察、分析問題的能力以及對(duì)式子進(jìn)行變形的技巧,讓學(xué)生感受到不能死記基本不等式的形,而是要抓住它的質(zhì).
數(shù)學(xué)中的變式教學(xué)是指:運(yùn)用不同的變化規(guī)律,對(duì)題目進(jìn)行不同角度、不同層次、不同背景的變化,有意識(shí)地引導(dǎo)學(xué)生在“變”的過程中發(fā)現(xiàn)“不變”的本質(zhì)及解題規(guī)律.如:
例3(蘇教版必修5 P10616)已知正數(shù)x,y滿足x+2y=1,求的最小值.
思路:因?yàn)閤>0,y>0,x+2y=1,
所以
當(dāng)且僅當(dāng)?shù)忍?hào)成立.
設(shè)計(jì)意圖:在求解雙變量最值問題時(shí),若已知兩個(gè)正數(shù)x,y滿足ax+by=1(a>0,b>0),求的最小值,或已知兩個(gè)正數(shù)x,y滿足,求ax+by(a>0,b>0)的最小值問題,常用的解題方法是“1”的代換,解題原理仍然是通過構(gòu)造積為定值來找和的最小值,相應(yīng)地可以設(shè)計(jì)以下變式,層層遞進(jìn)、螺旋上升!
變式1:求函數(shù)的最小值.
變式2:已知x>0,y>0,且xy=x+y,求x+2y的最小值.
變式3:已知x>0,y>0,且x+2y=1,求的最小值.
變式4:已知a>0,b>0,且,求a+2b的最小值.
變式5:已知x≥0,y≥0且x+y=2,求的最小值.
設(shè)計(jì)意圖:變式1的解題方式是應(yīng)用了“x+(1-x)=1”這個(gè)隱含條件;變式2是通過換元把一元變量的最值問題轉(zhuǎn)化成了二元變量的最值問題,再用“1”的代換來求最值,此變式的解題方法可見于2018年的江蘇卷第13題:
在△ABC中,角A,B,C所對(duì)的邊分別是a,b,c,∠ABC=120°,∠ABC的平分線交AC于點(diǎn)D,且BD=1,則4a+c的最小值為______.
變式3和例3比較類似,只是所求式子的分母復(fù)雜了些,故可通過換元把分母變簡(jiǎn)單,過程如下:
變式4和變式5是變式3的提升,深入挖掘題目中的信息,通過換元以及對(duì)代數(shù)式的變形,將問題化歸為易解決的問題.學(xué)生在解題時(shí)經(jīng)常會(huì)遇到的障礙就是原本會(huì)做的題,若題目的條件或結(jié)論稍微發(fā)生改變就束手無策了.所以通過設(shè)計(jì)這些變式,可以讓學(xué)生抓住問題的本質(zhì),掌握知識(shí)、方法和技能,有利于培養(yǎng)學(xué)生思維的求異性和把握數(shù)學(xué)知識(shí)的靈活性,做到舉一反三,進(jìn)而提升轉(zhuǎn)化能力,感受數(shù)學(xué)的魅力,增強(qiáng)學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的興趣.
波利亞說過:?jiǎn)栴}是數(shù)學(xué)的心臟!問題是引發(fā)學(xué)生思考和探索的向?qū)?,有了問題,學(xué)生的好奇心才會(huì)激起;有了問題,學(xué)生的思維閥門才能開啟;有了問題,學(xué)生的探究活動(dòng)才有了載體.所以學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)離不開解題,離不開訓(xùn)練,課堂上的一題多解、一題多變的目的是培養(yǎng)學(xué)生的思維能力,而不是簡(jiǎn)單的讓學(xué)生去記憶模仿.所以可以設(shè)計(jì)相應(yīng)的課后習(xí)題讓學(xué)生及時(shí)鞏固,既為內(nèi)化課上知識(shí),又為提升解題能力.
“紙上得來終覺淺,絕知此事要躬行!”學(xué)生只有親身經(jīng)歷了探究的過程,才能促進(jìn)知識(shí)體系的科學(xué)建構(gòu)以及思維水平的顯性提升,才能積累數(shù)學(xué)活動(dòng)的經(jīng)驗(yàn),把所學(xué)的知識(shí)方法應(yīng)用到解決新的問題中去,達(dá)到提升數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)的目的.
題組不是零星題目的隨意組合,更不是題目的簡(jiǎn)單疊加堆砌,它構(gòu)建了課堂的整體框架,它貫穿著數(shù)學(xué)思想方法、數(shù)學(xué)知識(shí)點(diǎn)間的內(nèi)在聯(lián)系.通過題組引領(lǐng),變式鞏固,思維對(duì)話可以把教材中知識(shí)的邏輯結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化為學(xué)生的認(rèn)知結(jié)構(gòu),讓學(xué)生把握問題的特征,感悟解題的規(guī)律,掌握解題的方法,真正實(shí)現(xiàn)“解一題—通一類—會(huì)一片”的飛躍,達(dá)到知其然更知其所以然的目的,使學(xué)生的學(xué)習(xí)過程成為再發(fā)現(xiàn)、再創(chuàng)造的過程! F