(江蘇省邳州市第二中學(xué) 221300)
縱觀近年高考數(shù)學(xué)選擇題和填空題,一個(gè)明顯的特征是在重視考查“雙基”的同時(shí),能夠把多樣的數(shù)學(xué)思想方法置于平凡、簡(jiǎn)潔的數(shù)學(xué)問(wèn)題之中,絕大多數(shù)題目都可以用通性通法直接求解,但也有許多題目需要激活思維、創(chuàng)新思考,挖掘其特殊內(nèi)涵,才能夠又快又準(zhǔn)地得到答案,從而為后續(xù)的答題贏得寶貴時(shí)間.本文以全國(guó)各地高考數(shù)學(xué)試卷中比較典型的選擇題和填空題為例,談?wù)勥@兩大題型的速解策略.
一般性寓于特殊性之中,特殊問(wèn)題又往往比一般性的問(wèn)題簡(jiǎn)單易解.因此,我們面對(duì)一個(gè)抽象或復(fù)雜的數(shù)學(xué)問(wèn)題時(shí),不妨先考慮其特例,這就是數(shù)學(xué)中常說(shuō)的特殊化思維策略.“特殊化思維”是高考數(shù)學(xué)選擇題、填空題的一種常用解題策略,其實(shí)質(zhì)是把一般情形轉(zhuǎn)化為特殊情形,把抽象問(wèn)題轉(zhuǎn)化為具體問(wèn)題,把復(fù)雜問(wèn)題轉(zhuǎn)化為簡(jiǎn)單問(wèn)題,實(shí)現(xiàn)快速、準(zhǔn)確求解的目的.用特殊化思維策略解高考數(shù)學(xué)選擇題和填空題有如下幾種常用的方法.
例1(2007·江蘇卷)若對(duì)于任意的實(shí)數(shù)x,有x3=a0+a1(x-2)+a2(x-2)2+a3(x-2)3,則a2的值為( ).
A.3 B.6 C.9 D.12
分析 可對(duì)實(shí)數(shù)x取四個(gè)具體數(shù)值,代入已知等式中得到方程組,即可求出a2的值;也可以先對(duì)等式兩邊求導(dǎo),減少參數(shù),再對(duì)x取特殊值求出a2.
解法1當(dāng)x分別取2,1,0,-1時(shí),得a0=8,a1-a2+a3=7,a1-2a2+4a3=4,a1-3a2+9a3=3.從而解得a2=6,選B.
解法2等式兩端對(duì)x求導(dǎo),得3x2=a1+2a2(x- 2) + 3a3(x- 2)2.再一次求導(dǎo),得6x=2a2+6a3(x-2).令x= 2,得2a2= 12,a2= 6,選B.
點(diǎn)評(píng)求導(dǎo)數(shù)、取特值、建方程是解本題比較簡(jiǎn)捷的方法.本題也可以將等式右邊展開(kāi)整理,然后對(duì)照等式兩邊的系數(shù)得到方程組求解,這是解本題的一般性思路,但此思路運(yùn)算較繁瑣.
例2(2007·江西卷)設(shè)函數(shù)f(x)是R上以5為周期的可導(dǎo)偶函數(shù),則曲線y=f(x)在x=5處的切線的斜率為( ).
分析 已知的是一個(gè)抽象函數(shù),若直接計(jì)算比較復(fù)雜、思維量較大,我們可以選擇一個(gè)滿足題設(shè)的具體函數(shù),然后根據(jù)導(dǎo)數(shù)的幾何意義來(lái)求解.
點(diǎn)評(píng)本題考查函數(shù)的基本性質(zhì)、求導(dǎo)運(yùn)算和導(dǎo)數(shù)的幾何意義.通過(guò)一個(gè)符合題設(shè)的特殊函數(shù),使問(wèn)題變得簡(jiǎn)單、具體,容易求解.
分析 如果按照已知直接運(yùn)算,由于含有參數(shù),所以會(huì)很麻煩.不妨取一個(gè)具體的雙曲線(特例)來(lái)解決.
點(diǎn)評(píng)本題主要考查雙曲線和拋物線的定義,以及能利用相關(guān)的幾何知識(shí)解決問(wèn)題的能力.
A.2 B.3 C.4 D.5
分析 根據(jù)已知的比例式,我們可以選定滿足比例式的特殊例子來(lái)研究問(wèn)題.
點(diǎn)評(píng)本題主要考查等差數(shù)列的定義和有關(guān)性質(zhì),掌握通項(xiàng)與前n項(xiàng)之間的關(guān)系是解題的關(guān)鍵.
分析 最后一個(gè)條件告訴我們線段垂直的關(guān)系,再由前面兩個(gè)條件(線段長(zhǎng)度關(guān)系),我們很容易作出符合條件的特殊圖形,通過(guò)這個(gè)特殊圖形進(jìn)行計(jì)算就很簡(jiǎn)單了.
點(diǎn)評(píng)本題通過(guò)已知條件也能夠推出圖形應(yīng)該是我們所作的特殊圖形,但是推導(dǎo)很麻煩,而作特殊圖形的方法能很輕松地計(jì)算出結(jié)果,體現(xiàn)了特殊化這一思想方法的特有功效.
圖3
分析 顯然本題中無(wú)論頂點(diǎn)B在橢圓的什么位置,只要與A,C構(gòu)成三角形,那么所求式子的值一定為定值.因此可以對(duì)動(dòng)點(diǎn)B取一個(gè)特殊位置(如取橢圓與y軸交點(diǎn))來(lái)計(jì)算.
點(diǎn)評(píng)利用動(dòng)點(diǎn)B的一個(gè)特殊位置使問(wèn)題易于思考,過(guò)程簡(jiǎn)捷,運(yùn)算量?。绢}如果用常規(guī)方法求解,需要利用正弦定理將比值化成三角形邊長(zhǎng)的比,再利用橢圓的定義、性質(zhì)求出結(jié)果,這種方法思路復(fù)雜、運(yùn)算量大.
例7(2007·浙江卷)設(shè)m為實(shí)數(shù),若{(x,y)|x-2y+5≥0,3-x≥0,mx+y≥0}?{(x,y)|x2+y2≤25,則m的取值范圍是__________.
圖4
分析 如圖4,已知的區(qū)域是圓x2+y2=25內(nèi)一個(gè)動(dòng)態(tài)三角形,這個(gè)三角形區(qū)域的范圍是由動(dòng)直線mx+y=0決定的.因此我們可以找出這條動(dòng)直線運(yùn)動(dòng)變化的兩個(gè)極端位置,求出對(duì)應(yīng)的m值,即可寫(xiě)得其取值范圍.
點(diǎn)評(píng)通過(guò)圖形找出動(dòng)直線運(yùn)動(dòng)的極端位置,求出動(dòng)直線到達(dá)極端位置(或趨近極端位置)時(shí)參變量的值,從而寫(xiě)出參變量的取值范圍.極端位置法是探求參變量取值范圍常用的一種快捷方法.
“數(shù)缺形時(shí)少直觀,形缺數(shù)時(shí)難入微.”以形助數(shù),給抽象的問(wèn)題以形象化的原型,從而給人們以形象思維的啟示;反過(guò)來(lái),以數(shù)助形,則給直觀問(wèn)題以數(shù)理推證和精確刻劃.?dāng)?shù)形結(jié)合思想實(shí)際上就是把代數(shù)式的精確刻劃與幾何圖形的直觀描述有機(jī)地結(jié)合起來(lái),相互轉(zhuǎn)化,實(shí)現(xiàn)形象思維和抽象思維的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ).一方面,借助于圖形的性質(zhì)使許多抽象概念和關(guān)系直觀而形象,以利于探索解題途徑;另一方面,幾何問(wèn)題代數(shù)化,通過(guò)數(shù)理推證、數(shù)量刻劃,獲得一般化結(jié)論.
例8(2007·山東卷)與直線x+y-2=0和曲線x2+y2-12x-12y+54=0都相切的半徑最小的圓的標(biāo)準(zhǔn)方程是__________.
分析 根據(jù)題意,我們可以作出直線和圓的圖形.觀察圖形可知,直線與圓都關(guān)于直線y=x對(duì)稱,于是不難得出直線y=x與直線和圓的兩個(gè)交點(diǎn)構(gòu)成的線段長(zhǎng)就是所求圓的直徑.
圖5
點(diǎn)評(píng)根據(jù)已知條件作出圖形,能夠很直觀地看出未知與已知之間的關(guān)系,減少了思維障礙.
例9(2007·全國(guó)卷Ⅰ)一個(gè)等腰直角三角形的三個(gè)頂點(diǎn)分別在正三棱柱的三條側(cè)棱上.已知正三棱柱的底面邊長(zhǎng)為2,則該三角形的斜邊長(zhǎng)為_(kāi)_________.
分析題設(shè)是一個(gè)動(dòng)三角形,增加了求解的困難,如果用傳統(tǒng)的立體幾何方法求解,難度很大,需要有較強(qiáng)的空間想象能力和運(yùn)算能力.我們可以建立坐標(biāo)系,設(shè)出某些點(diǎn)的坐標(biāo),運(yùn)用圖形中的幾何關(guān)系和向量之間的聯(lián)系,將幾何問(wèn)題轉(zhuǎn)化為代數(shù)問(wèn)題加以解決,既簡(jiǎn)單又快捷.
圖6
點(diǎn)評(píng)對(duì)幾何中的問(wèn)題,通過(guò)建立空間直角坐標(biāo)系,把幾何關(guān)系轉(zhuǎn)化為數(shù)的運(yùn)算,通過(guò)數(shù)的運(yùn)算來(lái)解決幾何問(wèn)題.這種把幾何問(wèn)題代數(shù)化去解決的數(shù)形結(jié)合思維策略是“以數(shù)輔形”的經(jīng)典范例.
例12(2007·江蘇卷)設(shè)函數(shù)f(x)定義在實(shí)數(shù)集上,它的圖象關(guān)于直線x=1對(duì)稱,且當(dāng)x≥1時(shí),f(x)=3x-1,則有( ).
圖7
分析 根據(jù)已知條件作出函數(shù)的大致圖象,再根據(jù)圖象的特征作出判斷.
解將函數(shù)y=3x(x≥1)的圖象向下平移1個(gè)單位得函數(shù)f(x)=3x-1(x≥1)的圖象,再根據(jù)圖象關(guān)于x=1對(duì)稱,即可畫(huà)出函數(shù)f(x)的全部圖象(圖7).從圖象中容易看出,應(yīng)選B.
點(diǎn)評(píng)從已知條件出發(fā)作出函數(shù)圖象草圖,觀察比較縱坐標(biāo),使問(wèn)題輕松地獲得解決,體現(xiàn)了圖象的妙用和“以形助數(shù)”的強(qiáng)大威力.