例谈特殊化思想在选择题求解中的应用
2017-11-06薛日琴
薛日琴
(福清第二中学,福建 福州 350300)
例谈特殊化思想在选择题求解中的应用
薛日琴
(福清第二中学,福建 福州 350300)
选择题具有灵活多变、知识覆盖面广等特点。选择题的答案包含在四个选项中,往常可以利用特殊化的思想方法求解,选择题求解时的特殊化思想,包括利用特殊值、特殊图形、特殊函数、特殊位置等多种方法。
特殊化思想;选择题;特殊化
在全国高考数学试卷中,选择题数量多,占分比例高,具有概念性强、量化突出、知识覆盖面广、解法多样化等特点,考生能否迅速、准确、全面、简洁地求解选择题,往往是能否取得较好成绩的关键。
数学选择题一般是容易题或中难题,压轴部分有个别难题,当中许多问题的解答可使用特殊方法。解答选择题,要立足通性通法,也要看到选择题题型的特殊性,充分利用题干和选择支两方面提供的信息,依据题目的具体特点,灵活、巧妙、快速地找到正确选项。
笔者结合教学中积累的部分典型题例,对特殊化思想在选择题求解中的应用问题进行了思考,总结归纳了以下四种不同的途径与方法。
一、将字母数值特殊化
对于一些含有变量的问题,往往可以对其赋一些特殊值,以简化思维过程,达到问题求解的目的。
例1(2017年全国I卷理数第11题)设 x,y,z为正数,且 2x=3y=5z,则
A.2x<3y<5z B.5z<2x<3y C.3y<5z<2x D.3y<2x<5z
分析:依常规方法,令2x=3y=5z=k>1,得
以上解法费时费力,事实上,只需令变量x取特殊值1,本题即可迎刃而解。
解析:令x=1,则3y=5z=2,可得y=log32,z=log52,从而2x=2,3y=3 log32=log38<2x,5z=5 log52=log532>2x,从而3y<2x<5z,选择D。
例2(2017年福州市3月质检理数第9题)已知数列{an}中,a1=1,且对任意的m,n∈N*,都有am+n=am+an+mn ,则
分析:本题考查递推数列,累加法求数列的通项公式以及裂项相消法求数列的前n项和。对于条件am+n=am+an+mn,很多学生不知道怎么对其进行转换,导致解题障碍。事实上,通过观察选项,不需要条件am+n=am+an+mn,亦可求解本题。
二、将图形状态特殊化
对于一些问题,如果题设给出的是一般化的图形,往往可以将其特殊化为特殊图形进行求解。如条件给出的是一般三角形,往往可以考虑特殊化为直角三角形、等腰三角形、等边三角形等。如条件给出的是平行四边形,往往可以考虑特殊化为矩形、菱形、正方形等。
例3(2017年福建省4月质检理数第9题)已知D,E是ΔABC边BC的三等分点,点P在线段DE上,若,则xy的取值范围是
分析:本题条件没有具体指出ΔABC是什么三角形,故可将其特殊化为等腰直角三角形,以简化解题过程。
解析:将ΔABC特殊化为等腰直角三角形,不妨设AB=1,可求D,E坐标分别为直线BC的方程为x+y=1。由于点P在线段DE上,D,E是BC的三等分点,故可设点 P坐标为,由,得 到,结合,可知选择D选项。
例4(2017年福州市5月质检理数第10题)已知a,b,c分别是ΔABC的内角 A,B,C所对的边,点 M为ΔABC的重心,若a
分析:本题中的条件“重心”,大部分学生不懂怎么应用,而条件给的更是莫名其妙,学生难以入手。由于题设未限定ΔABC的形状,故本题可将ΔABC特殊化为特殊的图形。
解析:对于A选项,不妨设ΔABC是以A为直角,腰长为1的等腰直角三角形,以A为原点,AB所在直线为x轴,建立直角坐标系,可求各点坐标为 A(0,0)、,故可排除A选项。同样,对于B选项,可构造以C为直角,腰长为1的等腰直角三角形,以将之排除掉。对于C选项,可构造以以顶角,腰长为1的等腰三角形,以线段AB中点为原点,AB所在直线为x轴,建立直角坐标系,求出各点坐标及对应向量,以将之排除掉。对于D选项,构造以以顶角,腰长为1的等腰三角形,以线段AB中点为原点,AB所在直线为x轴,建立直角坐标系,各点坐标为,可知D选项符合题设条件,选择D。
评注:求解向量问题,往往可以通过向量运算或坐标方法。单纯的向量运算,需要寻找各种量之间的相互联系,思维量比较大。运用坐标方法求解,往往会相应增加运算量,但思维跨度较小,相对更易理解和操作。
三、将抽象函数特殊化
对于一些与抽象函数有关的问题,我们往往可以通过待定系数法构造一些特殊函数,以求解符合题设条件的函数,再利用排除法求解题目,达到化繁为简的目的。至于构造特殊函数,往往可以从简单的一次函数、二次函数、反比例函数等入手进行逐个尝试。
例5(2016年全国甲卷理数第12题)已知函数f(x)(x∈R)满 足 f(-x)=2-f(x),若 函 数与y=f(x)图象的交点为 (x1,y1),(x2,y2),… ,(xm,ym),则
A.0 B.m C.2m D.4m
分析:本题为选择题的把关题,同样很多学生卡在了条件 f(-x)=2-f(x)上。事实上,可构造特殊函数来求解此类题。
解析:尝试令 f(x)=ax+b,由条件 f(-x)=2-f(x)可得 b=1,则 f(x)=ax+1,不妨设 a=1,得 f(x)=x+1。可求函数与y=x+1交点坐标分别为(-1,0)、(1,2),故 m=2=-1+1+0+2=2。当 m=2选项中能算得2的只有B选项,故选择B。
例6(2017年龙岩市3月质检理数第12题)已知函数 f(x)的定义域为R,其图象关于点(-1,0)中心对称,其 导 函 数 为 f′(x) , 当 x<-1 时 ,(x+1)[f(x)+(x+1)f′(x)]<0 ,则不等式 xf(x-1)>f(0)的解集为
A.(1,+∞) B.(-∞,-1)C.(-1,1)D.(-∞,-1)⋃(1,+∞)
分析:本题同样为选择题的把关题,常规方法处理思维跨度大,对于程度中等或中下的学生比较难,下面笔者构造特殊函数法来求解之。
解析:尝试令 f(x)=ax+b,由于其关于(-1,0)中心对称,可得 -a+b=0 ,则 f(x)=ax+a ,f′(x)=a ,得(x+1)[ax+a+a(x+1)]=2a(x+1)2,由2a(x+1)2<0得a<0,可取 a=-1,从而 f(x)=-x-1,xf(x-1)>f(0)即x[-(x-1)-1]>-1,解不等式得-1<x<1,故选择C。
四、将位置关系特殊化
求解选择题,除了关注题设条件,认真观察选项之间的差异也很重要,这些差异是问题求解的关键,且差异往往“差”在特殊位置,用好它,能收到事半功倍的效果。
例7(2016年福州高一第二学期期末质检第11题)如图,点P是半^径为1的半圆弧AB上一点,若AP长度为x,则直线AP与半圆弧AB所围成的图形的面积S关于x的函数图象为
分析:不看选项,直接根据题设条件求S与x的关系,再画图求解,显然这种方法是最不明智的。事实上,观察4个选项,在这一特殊位置,S的取值存在差异,从这方面入手,结合排除法,即可快速求解本题。
例8(2017年福建省4月质检理数第10题)空间四边形ABCD的四个顶点都在同一个球面上,E,F分别是 AB,CD的中点,且EF⊥AB,EF⊥CD。若AB=8,CD=EF=4,则该球的半径等于
分析:几何体的外接球问题是常见题型,可是本题的题设条件并不常见,故本题得分率较低。常规方法需要根据条件EF⊥AB,EF⊥CD推导得到球心在EF上,并不易想到,需要学生有较强的空间想象能力。事实上,在保证AB、CD、EF三条线段长度不变的前提下,可将AB绕着E点旋转,CD绕着F点旋转,使两条线段趋向于一个特殊位置,即AB//CD(在这个旋转过程中,球的半径总是保持不变),这样可将空间问题转化为平面问题进行处理。
解析:考虑AB//CD这种临界位置,根据对称,显然球心O在线段EF上,设OE=x,则OF=4-x,由勾股定 理 得 42+x2=22+(4-x)2,解 得
选择题的解答思路不外乎直接法和间接法两大类,直接法是解答选择题最基本、最常用的方法,如果所有选择题都用直接法解答,不但时间不允许,甚至有些题目根本无法解答。因此,还要求学生掌握一些特殊的解答选择题的方法,在平时的练习中有意识地进行应用,反复体味,以提高自己在这方面的能力,达到“多一点想的,少一点算的”的思维训练。
[1]连佑平.特殊化思想在高中数学解题中的应用[J].福建教育学院学报,2017(5).
[2]吕建恒.特殊化思想在解题中的功能[J].中学数学教学参考,1994(7).
[3]王新宏.探究特殊与一般思想在高考中的应用[J].河北理科教学研究,2016(6).
(责任编辑:王钦敏)