高考數(shù)學(xué)作為高考的重要組成部分,在人才選拔中發(fā)揮著關(guān)鍵作用.解題策略不僅是學(xué)生解答數(shù)學(xué)問題的方法和手段,更能反映其對數(shù)學(xué)知識的理解深度、思維水平以及核心素養(yǎng)的發(fā)展程度.深入探究解題策略背后的底層邏輯,對提升學(xué)生數(shù)學(xué)學(xué)習效果、優(yōu)化教學(xué)方法以及把握高考數(shù)學(xué)命題方向都有重要意義.
1高考數(shù)學(xué)解題策略分析
1.1常見解題策略分類
1.1.1直接法
直接法是最基本的解題方法,直接利用數(shù)學(xué)定義、定理、公式等,按照題目所給條件進行逐步推理和計算,直接得出答案.例如,在計算 sin(α+β) 的值時,已知sina、cos α 、sin β 、cos β 的值,就可直接代入兩角和的正弦公式 sin(α+β)=sinαcosβ+cosα? sinβ 求解.
1.1.2 特殊化法
特殊化法是指當題目條件中含有不確定量,但結(jié)論唯一或暗示答案為定值、定點時,選取符合條件的特殊值、特殊函數(shù)、特殊角、特殊數(shù)列、特殊位置、特殊點、特殊方程或特殊模型進行處理,如在一些數(shù)列問題中,若數(shù)列滿足特定條件,可通過令 n=1 =n=2 等,來快速找到數(shù)列的規(guī)律或驗證選項
1.1.3 數(shù)形結(jié)合法
對于具有幾何背景的題目,可以先根據(jù)條件畫出輔助圖形,然后借助圖形的直觀性進行分析和判斷.例如,在解析幾何中,通過畫出直線與圓錐曲線的圖形,能直觀地看出它們的位置關(guān)系,從而找到解題思路.
1.1.4構(gòu)造法
構(gòu)造法是利用已知條件和結(jié)論的特殊性構(gòu)造新的數(shù)學(xué)模型,如函數(shù)、方程或圖形,以簡化計算.在不等式證明中,可構(gòu)造函數(shù),通過研究函數(shù)的單調(diào)性、最值等性質(zhì)來證明不等式.例如,要證明當 xgt;0 時,exgt;1+x ,可構(gòu)造函數(shù) f(x)=ex-x-1 ,對其求導(dǎo)研究單調(diào)性來證明.
1.1.5 等價轉(zhuǎn)化法
等價轉(zhuǎn)化法即將問題轉(zhuǎn)化為熟悉、易于解決的問題.在函數(shù)零點問題中,可將函數(shù)零點轉(zhuǎn)化為方程的根,再進一步轉(zhuǎn)化為兩個函數(shù)圖象交點的橫坐標問題,通過分析函數(shù)圖象來求解.
1.2解題策略的選擇依據(jù)
解題策略的選擇并非隨意,而是取決于題目類型、已知條件以及學(xué)生自身的知識儲備和思維習慣.對于概念性較強的題目,學(xué)生若對相關(guān)概念理解深刻,可能優(yōu)先選擇直接法;若題目中存在變量且結(jié)論具有一般性,特殊化法可能更合適;當題目涉及幾何圖形或函數(shù)圖象時,數(shù)形結(jié)合法往往能發(fā)揮優(yōu)勢;若題目條件較為復(fù)雜,通過構(gòu)造法構(gòu)建新模型可使問題簡化;等價轉(zhuǎn)化法適用于將陌生問題轉(zhuǎn)化為熟悉問題的情況.
2從解題策略看高考數(shù)學(xué)題解答的底層邏輯
2.1對數(shù)學(xué)知識的理解與運用
無論是哪種解題策略,都離不開對數(shù)學(xué)基礎(chǔ)知識的掌握.以直接法為例,在進行代數(shù)運算、幾何證明時,學(xué)生需要準確運用各種公式、定理.學(xué)生的基礎(chǔ)知識掌握程度是學(xué)生學(xué)習數(shù)學(xué)知識的關(guān)鍵[1],只有扎實掌握基礎(chǔ)知識,才能在解題時靈活運用,為選擇合適的解題策略提供保障.
高考數(shù)學(xué)題往往涉及多個知識點,所以學(xué)生對知識的系統(tǒng)性理解至關(guān)重要.例如,在解決綜合性數(shù)列問題時,可能既需要運用等差數(shù)列的性質(zhì),又要結(jié)合等比數(shù)列的求和公式,還可能涉及數(shù)列的遞推關(guān)系.具備系統(tǒng)知識體系的學(xué)生,能夠從整體上把握題目,分析知識點之間的聯(lián)系,從而選擇更有效的解題策略,如在解決有關(guān)數(shù)列遞推公式時,能聯(lián)想到通過構(gòu)造新數(shù)列將其轉(zhuǎn)化為熟悉的數(shù)列類型進行求解.
2.2數(shù)學(xué)思維能力的體現(xiàn)
邏輯思維貫穿解題的全過程,從題目條件的分析、推理到得出結(jié)論,都離不開邏輯思維的支持.在使用直接法解題時,每一步的推理都需要遵循邏輯規(guī)則,確保推理的嚴謹性.在幾何證明題中,通過已知條件逐步推導(dǎo)結(jié)論,依據(jù)的是幾何定理和邏輯推理規(guī)則.邏輯思維能力強的學(xué)生,在面對復(fù)雜題目時,能夠有條不紊地分析問題,找到解題的關(guān)鍵線索,選擇合適的解題策略.
創(chuàng)新思維在高考數(shù)學(xué)解題中也具有重要意義.特殊化法、構(gòu)造法等解題策略的運用,往往需要學(xué)生具備創(chuàng)新思維.一些開放性問題往往沒有固定的解題模式,需要學(xué)生突破常規(guī)思維,從不同角度思考問題
2.3數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)的反映
數(shù)學(xué)抽象素養(yǎng)使學(xué)生能夠從具體的數(shù)學(xué)問題中抽象出數(shù)學(xué)概念、模型和規(guī)律.在運用等價轉(zhuǎn)化法時,學(xué)生需要將實際問題或復(fù)雜問題抽象為數(shù)學(xué)語言和模型.直觀想象素養(yǎng)則與數(shù)形結(jié)合法密切相關(guān)通過圖形的直觀呈現(xiàn),學(xué)生能夠更好地理解數(shù)學(xué)問題,培養(yǎng)其空間想象能力和幾何直觀能力.
數(shù)學(xué)運算素養(yǎng)是保證解題準確性和效率的關(guān)鍵.在各種解題策略中,都涉及數(shù)學(xué)運算,無論是直接計算、利用公式推導(dǎo),還是通過構(gòu)造函數(shù)進行求解,都需要學(xué)生具備良好的運算能力.數(shù)據(jù)分析素養(yǎng)在一些統(tǒng)計、概率問題中尤為重要.學(xué)生需要對數(shù)據(jù)進行分析、處理,運用合適的方法計算概率或統(tǒng)計量,從而選擇正確的解題策略解決問題
3典型高考數(shù)學(xué)題解題策略分析
3.1函數(shù)問題
例1(2023年北京高考數(shù)學(xué)第17題)設(shè)函數(shù)
(1)若 ,求 φ 的值.
(2)已知 f(x) 在區(qū)間 上單調(diào)遞增,
,再從條件 ① 、條件 ② 、條件 ③ 這三個條件中選擇一個作為已知,使函數(shù) f(x) 存在,求 ω,φ 的值.
條件 條件(
條件 ③:f(x) 在區(qū)間
上單調(diào)遞減.
分析:(1)把 x=0 代人 f(x) 的解析式求出(204號 sinα ,再由 即可求出 φ 的值.
(2)若選擇條件 ① 不合題意.若選條件 ② ,先把f(x) 的解析式化簡,根據(jù) f(x) 雞在頭 上的單調(diào)性及函數(shù)的最值可求 T ,從而求出 ω 的值;把 ω 的值代入 f(x) 的解析式,由
和 |x|lt; 即可求出φ的值;若選條件③,由f(x)的單調(diào)性可知 f(x) 在
處取得最小值一1,則與條件② 所給的條件一樣,解法與條件 ② 相同.
部分學(xué)生對“由函數(shù)值求未知量”的概念內(nèi)涵理解不足,在定量運算時出現(xiàn)錯誤,這反映出其數(shù)學(xué)理解僅停留在表象層次.[2而能夠正確建立方程組并進一步結(jié)合單調(diào)性確定解的學(xué)生,其理解水平達到了解釋性理解和建立聯(lián)系的層次.若能從研究函數(shù)的思想方法出發(fā),將多個條件綜合運用,并認識到求解三角形問題本質(zhì)上與三角函數(shù)的性質(zhì)緊密相關(guān),則能更深刻地理解其內(nèi)在聯(lián)系.這道題充分體現(xiàn)了不同解題策略背后學(xué)生對三角函數(shù)知識的理解程度、思維能力以及數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)的差異.
3.2立體幾何問題
例2(2021年全國新高考I卷第12題)在正三棱柱 ABC-A1B1C1 中, AB=AA1=1 ,點 P 滿足 ,其中 λ∈[0,1] μ∈[0,1] 則.
A.當 λ=1 時, ΔAB1P 的周長為定值B.當 μ=1 時,三棱錐 P//BC 的體積為定值C.當 時,有且僅有一個點P,使得AP⊥BP
D. 當μ= 時,有且僅有一個點 P ,使得 A1B⊥ 平面 AB1P
分析:對于這道題,在分析選項B時,當 μ=1 時,即 ,此時點 P 在棱 B1C1 上運動.因為VP-A,BC=VA1-PBC,且△PBC的面積為
,點 A1 到平面PBC的距離就是正三棱柱底面三角形ABC中 A 到 BC 的距離,為定值 ,所以三棱錐P-ABC體積為定值,這體現(xiàn)了優(yōu)先考慮特殊位置(點 P 在特定棱上)來簡化問題的思路,屬于優(yōu)先法的應(yīng)用.
3.3填空題創(chuàng)新題型
例3(2021年新高考 I 卷數(shù)學(xué)第14題)寫出一個同時具有下列性質(zhì) ①②③ 的函數(shù) f(x) ·
①f(x1x2)=f(x1)f(x2);② 當 x∈(0,+∞) 時, f′(x)gt;0;③f′(x) 是奇函數(shù).
分析:本題要求寫出一個同時具有性質(zhì) ①② ③ 這三個性質(zhì)的函數(shù) f(x) .該題具有開放性,旨在考查學(xué)生對函數(shù)性質(zhì)的綜合理解與運用能力.
解析:從性質(zhì) ① 出發(fā),冪函數(shù)具有 (x1x2)n= x1nx2n 的特性,所以可先考慮冪函數(shù)的形式
對于性質(zhì) ② ,當 x∈(0,+∞) 時, f′(x)gt;0 意味著函數(shù) f(x) 在 (0,+∞) 上單調(diào)遞增.對于冪函數(shù)y=xn ,其導(dǎo)數(shù)為 y′=nxn-1 ,要滿足在 (0,+∞) 單調(diào)遞增,則 ngt;0
再看性質(zhì) ③ 0 f(x) 是奇函數(shù),對于冪函數(shù) y= xn ,當 n 為奇數(shù)時,函數(shù)為奇函數(shù).
綜合以上三個性質(zhì),取 n=1 時,函數(shù) f(x)=x ,f(x1x2)=x1x2=f(x1)f(x2) ;當 x∈(0,+∞) 時,f′(x)=1gt;0 且 f(-x)=-x=-f(x) ,滿足奇函數(shù)定義.也可以取 n=3 ,函數(shù) f(x)=x3,f(x1x2)= (x1x2)3=x13x23=f(x1)f(x2),f′(x)=3x2 ,當 x∈ (0,+∞) 時, f′(x)gt;0 , -x3=-f(x) ,同樣滿足三個性質(zhì).
本題涉及冪函數(shù)、函數(shù)導(dǎo)數(shù)、函數(shù)奇偶性等多個知識點.學(xué)生需要熟知冪函數(shù)的運算性質(zhì)、導(dǎo)數(shù)與函數(shù)單調(diào)性的關(guān)系以及奇函數(shù)的判定方法,才能從眾多函數(shù)中篩選出符合條件的函數(shù),體現(xiàn)了對基礎(chǔ)知識的扎實掌握和融會貫通.
4結(jié)語
高考數(shù)學(xué)解題策略的研究對教學(xué)與學(xué)習意義重大.通過剖析解題策略及其底層邏輯,能助力教師優(yōu)化教學(xué)方法,引導(dǎo)學(xué)生構(gòu)建知識體系、培養(yǎng)思維能力與核心素養(yǎng).學(xué)生掌握這些策略,可提高解題效率與準確性.教師未來應(yīng)持續(xù)探索,緊跟高考命題變化,不斷完善解題策略研究,為數(shù)學(xué)教學(xué)發(fā)展注入活力.
參考文獻
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