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        初中數(shù)學(xué)解題教學(xué)中隱含條件挖掘的有效途徑

        2020-12-07 15:13:09
        魅力中國 2020年34期
        關(guān)鍵詞:化簡數(shù)形公式

        (甘肅省和政縣第一中學(xué),甘肅 和政 731200)

        什么是隱含條件呢?通常隱含條件是隱藏在題目內(nèi)部的,出題者不會直接給出,需要解題者經(jīng)過一定的分析、推理、轉(zhuǎn)換才能獲得的解題條件,很多時候隱含條件往往是很多難題的突破口.廣義上來說解數(shù)學(xué)題的過程,不僅要能夠發(fā)現(xiàn)題目中可用的條件,更加需要從題干甚至是已知結(jié)果中不斷地挖掘和發(fā)現(xiàn)隱含條件,并利用隱含條件經(jīng)過推理、計(jì)算和論證并最終得到解題答案的過程.數(shù)學(xué)題中的隱含條件五花八門,種類繁多,但是隱含條件的存在還是有一定的規(guī)律性.為此我們分析具體的隱含條件挖掘的方法,希望能夠?qū)?shí)際的教學(xué)活動提供幫助.

        一、從已知條件推理挖掘隱含條件

        很多隱含條件往往就存在于已知條件中,只需要經(jīng)過簡單的推理便能夠得出,但是由于很多學(xué)生不注意思考,著急做題,不僅費(fèi)時也導(dǎo)致解題過程非常的麻煩.從已知條件挖掘隱含條件的方法有以下三類:奇偶分析法、特殊值分析法、特殊公式推理法.顯然奇偶分析法,是通過等式兩邊的奇偶性找出隱含條件.而特殊值分析法,指的是能夠從已知條件中用特殊化的思想,發(fā)現(xiàn)隱含條件,這類題中往往會出現(xiàn)一定的類似于恒成立之類的字樣,我們就能將題目中的關(guān)鍵變量進(jìn)行特殊化,例如設(shè)為1 或0 等容易計(jì)算的數(shù)值,從而大大地簡化解題過程.特殊公式推理法,則是指能夠從題面中發(fā)現(xiàn)觀察出特殊情況的存在.我們以題1 為例,重點(diǎn)分析特殊工時的隱含條件.

        題1 已知一元二次方程x2-(k-2)x+(k2+3k+5)=0,x1 和x2 分別為它的兩個實(shí)根,求x21+x22 的最大值.

        如果學(xué)生不仔細(xì)審視題目,直接解題的過程得出是19 的答案,但是這個解題過程中忽略了一個非常重要的情況,那就是這個方程既然存在實(shí)根,那么這個方程一定要滿足Δ ≥0,所以k 一定有一個取值范圍,這就是已知條件中隱含的公式和公理的發(fā)掘.

        二、從結(jié)論或者公式逆推發(fā)現(xiàn)隱含條件

        這種方式一般應(yīng)用于很多的證明題中,需要解題者靈活地看待已知條件和求證之間的關(guān)系,有一定的逆推思想.這種逆推的思想是挖掘證明題中隱含條件的關(guān)鍵所在,也是很多較難的證明題的重要的解題思想.為此我們通過以下題目分析這種發(fā)現(xiàn)隱含條件的方法.

        題2 如果1a+1b+2c=0,求證:a2+b2+c2=(a+b+c)2.

        分析這一道題目,我們既可以從論證的結(jié)果出發(fā),將等式化簡得到ab+bc+ca=0 這一隱含的條件,然后通過逆推的思想,從論證出發(fā)探索如何得到這一答案.也可以直接順向的推理.當(dāng)然了這道題目難度不大,但是確是一個典型的代表,給很多類似的證明題目提供了一種解題思路,那就是能夠從論證的結(jié)果中發(fā)現(xiàn)隱含的條件,通過逆推的思想積極地與論證結(jié)合,分析發(fā)現(xiàn)兩者之間的聯(lián)系.

        三、求值范圍和定義域隱含條件的挖掘

        有時候,雖然題目中并沒有給出求解的范圍,但是所求的值的取值范圍是存在一定的隱含條件的,由于忽視了隱含條件中的求值范圍,所以常常會影響到解題的準(zhǔn)確性.它不像很多隱含條件那樣,會影響解題者發(fā)現(xiàn)解題方向和思路,此類隱含條件如果不被挖掘出來一樣能夠解題,但是往往會干擾解題的結(jié)果.而由于忽視定義域的存在導(dǎo)致解題錯誤也是忽視了隱含條件的挖掘過程,兩者具有一定的相似性.下面來實(shí)際的經(jīng)典題目解析.

        題3 已知二次函數(shù)y=ax2+4x+a 的最大值是3,求a 的值.

        如果不注意分析a 的取值范圍,那么盲目的解題過程是直接代入公式中,列出一個關(guān)于a 的二次方程,并化簡解答得到a=4 或者a=-1.但是實(shí)際上這個解答過程是錯誤的,原因在于題目明確地指出了二次函數(shù)的最大值,而當(dāng)a大于零的時候,二次函數(shù)的圖像開口向上,是不存在最大值的,所以正確的答案應(yīng)該是a=-1.

        題4 已知二元二次方程3x2+2y2=6x,求x2+y2 的最大值.

        如果不去分析已知條件的定義域,沒有發(fā)現(xiàn)題干中的隱含條件,粗心的學(xué)生解題的過程會是這樣的:由3x2+2y2=6x 化簡得到y(tǒng)2=6x-3x22,因此可以將x2+y2 化簡成一個關(guān)于x 的二次函數(shù),但是這個過程明顯忽略了已知條件對于x 的限定范圍,所以解題的過程是錯誤的.由于y2 實(shí)際上是大于等于零的,這個時候x 有一個限定的取值范圍,上述解答忽視了這一點(diǎn),因此導(dǎo)致錯誤的解題答案.

        以上兩個例題的分析我們能夠發(fā)現(xiàn),隱含條件的挖掘不僅僅出現(xiàn)在審題的初期,也有可能是隱含在解題過程中的,因此就需要培養(yǎng)學(xué)生敏銳的觀察力和分析能力,著重在數(shù)學(xué)解題教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生縝密的思維,不僅僅要細(xì)致地審題,也要在解題中不斷地思考和發(fā)現(xiàn).

        四、數(shù)形結(jié)合挖掘隱含條件

        利用數(shù)形結(jié)合的思想挖掘隱含條件,一般都能夠大大地簡化解題過程.幾何圖形是一種直觀的圖像化的數(shù)學(xué)公式,在初中的數(shù)學(xué)解題教學(xué)過程中,教師應(yīng)該積極地引導(dǎo)學(xué)生從公式中發(fā)現(xiàn)典型的幾何圖形,能從圖形中發(fā)現(xiàn)公式的約束條件,進(jìn)而激發(fā)靈感,充分應(yīng)用數(shù)形結(jié)合的思想發(fā)掘隱含條件.題5就是一道典型的數(shù)形結(jié)合挖掘隱含條件解題的過程,具體分析如下.

        題5 求函數(shù)y=sinx4-cosx 的最值.

        這一道題咋一看無從下手,但是如果能夠熟悉單位圓的公式,理解題目隱含的條件sin2x+cos2x=1,我們就能夠?qū)㈩}目大大的簡化.我們把(4,0)看作是一個定點(diǎn)的話,這道題目就轉(zhuǎn)化成了一個求一個定點(diǎn)到一個單位圓上任意一點(diǎn)連線斜率的最值問題.即k=0-sinx4-cosx,求k 值的最值問題,如圖1 所示.

        初中數(shù)學(xué)解題教學(xué)中隱含條件非常的多,完全列舉出來是不太現(xiàn)實(shí)的,我們從幾類典型的題目著手,并在解題過程中穿插了挖掘隱含條件的思想和途徑,希望能夠?qū)?shí)際的教學(xué)過程有所幫助,為此類隱含條件的講解提供一個思想.

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