陳 芳
(山東省桓臺第二中學 256400)
數(shù)學家哈爾莫斯所說:“數(shù)學的真正組成部分是問題和解”.作為高中數(shù)學老師,在教學中要重視學生出現(xiàn)的錯誤問題,深入研究學生出現(xiàn)問題的本源,抓住錯誤癥結,總結規(guī)律,找出本質,最終形成解決這類問題的通性通法,要把學生在解題過程中出現(xiàn)的錯誤看成是認識學生思維規(guī)律的重要手段,最終實現(xiàn)教學相長.
在一堂平面向量習題課中,學生在講解一道平面向量問題時,出現(xiàn)了幾種具有代表性的錯誤解法,引起我的注意和興趣,通過探究,挖掘出學生在解決向量問題中出現(xiàn)的一些共性問題,并給出了兩種常見的處理方法.
錯因辨析在不等式問題中,有不少同學習慣將兩個不等式相加,得出取值范圍,殊不知在沒有探究題設條件范圍時,就將不等式相加或者相減,容易引起結果范圍的擴大或縮小,因此要告誡學生審題和分析題設條件是解對問題的關鍵和前提.
此題就是個別學生忽視了題設條件中,點的橫、縱坐標之間有制約關系,將兩個不等式直接相加,結果擴大了.
x2+y2+xy=1,令t=x+2y,
∴x=t-2y代入上式整理得
3y2-3ty+t2-1=0有解,
∴Δ≥0,解得-2≤t≤2∴x+2y的最大值是2
錯因辨析個別學生將這道最值問題,通過換元轉化為二次函數(shù)方程有解,想法很巧妙,答案對,但比較遺憾的是學生忽略了y的條件限制.
①
②
高中階段涉及求最值問題,通常有四種方法,轉化為二次函數(shù)求最值、基本不等式、求導和三角函數(shù)的方法,鑒于此,解法一通過尋求等式中x,y的關系,轉化為給定區(qū)間上二次函數(shù)求最值,解法二是通過數(shù)形結合,將問題轉化成三角型函數(shù)y=Asin(ωx+φ),進而在指定的區(qū)間上求出最值.
兩邊平方,化簡得:x2+y2+xy=1,
令t=x+2y,t2=x2+4xy+4y2=x2+4(xy+y2)=x2+4(1-x2)=4-3x2.
又0≤x≤1,由二次函數(shù)的知識得:1≤t2≤4,
即1≤x+2y≤2,∴x+2y的最大值是2
點評通過將向量等式兩邊平方,轉化成代數(shù)式,再對t=x+2y平方后代入消元,最后利用給定區(qū)間上的二次函數(shù),求出最值.
∴x+2y的最大值是2.
點評在高中解決平面向量的問題中,建立直角坐標系是一種常用的方法.因此建好直角坐標系后,將向量式轉化成三角函數(shù)形式,最終借助三角型函數(shù)得解.
在高中數(shù)學教學中,教師要注重對試題命制立足點的溯源.本題考察了向量與最值之間的關系,如何由向量式轉化成代數(shù)式,最后借助二次函數(shù)和三角函數(shù)求出最值是學生需要深思的地方.
教學中應該借助此題進行總結平面向量最值問題,一是向量式轉化成代數(shù)式的兩種常見方法建系坐標化和數(shù)量積(平方是一種常用手段),二是求最值的常見幾種方法.在教學中引導學生經常反思,可以從不同的角度得到同一道題的多種解法,能使學生在無數(shù)的表象下面牢牢抓住數(shù)學的本質,從而使學生的解題能力得到不斷升華和提高.