數學是“教會年輕人思考”的學科,針對代數推理型問題,我們不但要尋求它的解法是什么,還要思考有沒有其它的解法,更要反思為什么要這樣解,不這樣解行嗎?我們通過典型的問題,解析代數推理題的解題思路、方法和技巧,在解題思維的過程中,既重視通性通法的演練,又注意特殊技巧的作用.
1. 數形結合顯神功
例:已知兩不等的實數m,n滿足m2sin?茲-mcos?茲=1,n2sin?茲-ncos?茲=1則過點(m2,m)和(n2,n)的直線與單位圓的位置關系為()
A. 相切B. 相離
C. 相交 D. 不確定
思維啟迪: 本題給出的是兩個方程,所研究的是直線與圓的位置關系,需要兩點確定的直線方程,但不要直接由兩點式寫方程,通過觀察就可以把已知的方程轉化為所求直線的方程,從而判斷直線與圓的位置關系
講解:因為實數m,n滿足m2sin?茲-mcos?茲=1,n2sin?茲-ncos?茲=1,所以點(m2,m)和(n2,n)的坐標都適合直線xsin?茲-ycos?茲=1,即兩點確定的直線方程為xsin?茲-ycos?茲=1,原點到此直線的距離為d=1,所以直線與圓相切.故選A.
思悟: 數形結合未必一定要畫出圖形,但圖形早已在你的心中了,這也許是解題能力的提升,還請三思而后行. 本題通過解幾模型進行推理解題,當中滲透著數形結合的數學思想方法,顯示了解題思維轉換的靈活性和流暢性.精心聯想“數”與“形”,使一些較難解決的代數問題幾何化,幾何問題代數化,以便于問題求解. 很多數學概念都具有明顯的幾何意義,善于利用這些幾何意義,往往能收到事半功倍的效果.
2. 構建關系顯威力
例: 已知函數f(x)=-3x2-3x+4b2
+(b>0)在區間[-b,1-b]上的最大值為25,求b的值.
思維啟迪: 由已知二次函數配方,得 f(x)=-3(x+)2 +4b2+3.針對拋物線頂點橫坐標在不在區間[-b,1-b],自然引出解題形態的三種情況分類討論.
講解: 由已知二次函數配方,得f(x)=-3(x+)2 +4b2+3.
(1)當-b≤-≤1-b,即≤b≤時,f(x)的最大值為4b2+3=25.
∴b2=與≤b≤矛盾.
(2)當-<-b,即0<b<時,f(x)在[-b,1-b]上遞減,
∴f(-b)=(b+)2<25.
(3)當->1-b,即b>時, f(x)在[-b,1-b]上遞增,
∴ f(1-b)=b2+96-=25,解得b=.
思悟:關于二次函數問題是歷年高考的熱門話題,值得教師在復習課時重點強化訓練. 針對拋物線頂點橫坐標在不在區間[-b,1-b],自然引出解題形態的三種情況,這顯示了分類討論的數學思想在解題當中的充分運用. 該分就分,該合就合,這種辯證的統一完全依具體的數學問題而定,需要在解題時靈活把握.
3. 等價轉化與化歸顯奇效
例:若f(x)是定義在R上的函數,對任意實數x都 有f(x+3)≤f(x)+3和f(x+2)≥f(x)+2,且f(1)=1,則
f(2010)=.
思維啟迪: 通過兩個不等關系,轉化為f(x+1)= f (x)+1這個等量關系.
講解: ∵f(x+1)≤f(x+3)-2≤f(x)+3-2=f(x)+1,
f(x+1)≥f(x+4)-3≥f(x+2)+2-3≥f(x)+4-3=f(x)+1,
∴ f(x)+1≤f(x+1)≤f(x)+1.
∴ f(x+1)=f(x)+1.
∴數列{f(n)}為等差數列.
∴ f(2010)=f(1)+2009×1=2010.
思悟: 恰當運用題設,由函數的性質推得f(x)+1≤f(x+1)≤f(x)+1,即f(x+1)=f(x)+1,從而實現了由“不等”向“等”的轉化.在不等式中存在著相等的可能;反之,相等關系也必然是不等關系的臨界情況.這也正是我們利用不等條件求值和利用相等條件求范圍的出發點.在尋找解題途徑的過程中,要進行積極的聯想和轉化,使題目中所給的信息與我們所掌握的數學信息發生聯系,激活思維,不斷增強洞察力,把生疏化為熟悉,從而化繁為簡、化難為易.
責任編輯羅 峰
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