【摘要】 高中數(shù)學中涉及不少思想,整體思想即為其中之一,其有著比較廣泛的運用空間,用來解題可以有效減少計算步驟、降低運算的復雜程度,提升學生的解題效率,使學生通過整體思想的應用掌握解答數(shù)學試題的竅門,幫助他們樹立學習好數(shù)學的自信心.本文主要對整體思想在高中數(shù)學解題中如何應用進行分析與探討,并分享部分解題實例.
【關(guān)鍵詞】整體思想;高中數(shù)學;解題技巧
整體思想,從本質(zhì)視角來說,就是基于問題的整體性質(zhì)切入,對問題的整體結(jié)構(gòu)進行分析與改造,找到問題的整體結(jié)構(gòu)特征,將一些圖形或者式子視為一個整體,確定好這些信息之間存在的內(nèi)在聯(lián)系,有意識、有目的地進行整體處理.在高中數(shù)學解題訓練中,教師可指導學生靈活應用整體思想,使其通過化簡和整理把問題本質(zhì)揭示出來,從而輕松解題.
1 應用整體思想解決向量類試題
在高中數(shù)學課程教學中,向量是一類比較特殊的題目,比較常見的是求某個向量的最值,處理此類試題時,教師不僅要提醒學生關(guān)注通解通法,即為結(jié)合向量的坐標運算和幾何性質(zhì)來解答,還應當讓學生學會擺脫固有思維定式的影響,直接分析題干中提供的所有條件,使其根據(jù)所學知識對這些條件展開整體處理,最終做到簡化計算步驟,順暢地完成試題解答[1].
例1 已知有兩個平面向量a與b,且滿足1≤|a|≤2,1≤|a+b|≤3,1≤a·b≤2,求b的最大值.
分析 本道題目較為特殊,如果運用常規(guī)方面很難順利完成解題,而采用整體思想進行處理的話,能夠有效簡化計算流程,減少錯誤現(xiàn)象的出現(xiàn).
詳解 因為1≤|a|≤2,
所以兩邊平方后能夠得到1≤|a|2≤4,
即為-4≤-|a|2≤-1①,
因為1≤|a+b|≤3,
所以兩邊平方后能夠得到1≤|a+b|2≤9②,
因為1≤a·b≤2,
所以兩邊同時乘以-2能夠得到-4≤-2a·b≤-2③,
通過對這三個不等式的觀察發(fā)現(xiàn)不等號的方向一樣,將它們進行整體相加能夠得到0≤|b|2≤6,則|b|≤6,所以b的最大值是6.
2 應用整體思想解決不等式試題
在高中數(shù)學不等式解題教學中,這類題目同初中時期的相比難度明顯增加,有的試題還較為復雜,有時學生很難快速找到解題的切入點與思路,這時需先對已知條件展開適當處理或變形,再找到共同部分,然后把某個部分視為一個整體,通過一個字母來代替,清晰明了地把參數(shù)關(guān)系給呈現(xiàn)出來,但還需關(guān)注整體部分的具體取值范圍,由此確定最終結(jié)果[2].
例2 已知x,y,z均為正實數(shù),且滿足(x+2y)(y+z)=4yz,其中z≤3x,求w=3x2+2y23xy的取值范圍.
分析 通過分析與整理所求的表達式w,發(fā)現(xiàn)里面含有xy與yx,可以將這兩個部分均視為整體,然后再根據(jù)所學習的函數(shù)知識就能夠完成解題.
詳解 結(jié)合題意可知
w=3x2+2y23xy=xy+23×yx,
這時可把xy視作一個整體,利用字母t來表示,那么w=t+23t,然后要求的便是t的具體取值范圍,
因為(x+2y)(y+z)=4yz,
所以xy+xz+2y2=2yz,
即為xy+2y2=z(2y-x),
又因為z≤3x,
所以xy+2y2≤3x(2y-x)①,
因為x、y、z均為正實數(shù),所以xy+2y2>0,2y-x>0②,將②式兩邊都除以y,可以得到2-xy>0,則t<2,
將①式整理后可以得到3x2-5xy+2y2≤0,
也就是3t2-5t+2≤0,據(jù)此求得23≤t≤1,
根據(jù)對勾函數(shù)的性質(zhì)能夠判斷出w的取值范圍是263,53,
所以w=3x2+2y23xy的取值范圍是263,53.
3 應用整體思想解決數(shù)列類試題
針對高中數(shù)學數(shù)列試題來說,常規(guī)考查對象是等差數(shù)列與等比數(shù)列這兩個方面的內(nèi)容,不過很多時候都會同函數(shù)知識結(jié)合到一起,所求的是數(shù)列通項公式,這就導致此類試題難度有所增大,學生不僅需關(guān)注對整體思想的應用,還應靈活采用數(shù)列和函數(shù)的性質(zhì)等知識,同時結(jié)合具體題干情境,借助求數(shù)列通項公式的具體方法順暢完成解題[3].
例3 已知函數(shù)g(x)=fx+12-1是R上的一個奇函數(shù),an=f(0)+f1n+…+fn-1n+f(1),n∈N*,求數(shù)列an的通項公式.
分析 這是一道綜合性較強的試題,是函數(shù)同數(shù)列的結(jié)合題,難度相對較大,處理本道題目的關(guān)鍵之處是把x+12視為一個整體,利用整體思想能夠在運算過程中少走一些彎路,且提高結(jié)果的準確度.
詳解 因為函數(shù)g(x)=f(x+12)-1是R上的一個奇函數(shù),
所以g(-x)=-g(x),
那么當把x+12視為一個整體時,
有fx+12+f12-x=2,則函數(shù)f(x)的圖象關(guān)于點12,1對稱,然后將12-x也視為一個整體,且利用字母t來表示,
由此能夠得到x+12=1-t,
那么f(t)+f(1-t)=2,
又因為an=f(0)+f1n+…+fn-1n+f(1),
所以an=f(1)+fn-1n+…+f1n+f(0),
將兩個式子相加能夠得到2an=2+2+…+2=2(n+1),則an=n+1,
所以數(shù)列an的通項公式是an=n+1.
4 結(jié)語
綜上所述,在高中數(shù)學解題教學活動中,教師應切實意識到整體思想的特殊作用和功能,通過對一些具有代表性的經(jīng)典試題的深度剖析,讓學生明白這類試題所考查的側(cè)重點到底是什么,使其知道在什么時機、如何采用整體思想,不斷總結(jié)與歸納題型特征及解題規(guī)律,引領(lǐng)他們在整體思想助力下順利解答數(shù)學試題,且做好總結(jié)和反思工作,為高考做準備.
參考文獻:
[1]黃火根.借助整體思想 走出數(shù)學解題困境[J].數(shù)理化解題研究,2023(06):14-16.
[2]梁衛(wèi)祥.例談?wù)w思想在高中數(shù)學解題中的應用研究[J].高中數(shù)理化,2021(S1):21.
[3]王立嘉.整體思想在高中數(shù)學解題中的應用[J].中學數(shù)學教學參考,2021(09):37-39.