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挖掘试题价值,提升复习水平
——基于试题研究的高三复习策略谈

2018-12-15江苏省海安高级中学汤连峰

中学数学杂志 2018年23期
关键词:一题变式本题

☉江苏省海安高级中学 汤连峰

著名数学家乔治·波利亚说过:“掌握数学就意味着善于解题.”我们知道,数学解题是贯穿高三复习中的一条主线,在高中复习中占有非常大的比例;同时,检测高三复习的成果也是通过数学解题来实现.如何提高学生的解题能力一直是高三复习中的一个重要课题.作为教师,每天都和不同的试题打交道,试题可谓是师生手头最丰富的备考资源,如何用好手头试题,充分挖掘试题的利用价值,是全面提升备考复习水平的关键所在.

一、一题多思,在联系中加深概念理解

高三复习是对数学基础知识和基本技能的复习,掌握基础知识是复习的起点,没有知识就谈不上能力,更谈不上创新,“无知无能”.要落实好数学中基本概念、性质、定理等基础知识的复习,做到充分理解与掌握,一清二楚,不存在盲点,应用准确.要求复习时形成知识体系,知识间融会贯通了,理解才会更深入和透彻.具体表现为审题时能充分理解题目内涵,一题多思,准确切入.

例1 (2018年江苏卷13)在△ABC中,角A,B,C所对的边分别为a,b,c,∠ABC=120°,∠ABC的平分线交AC于点D,且BD=1,则4a+c的最小值为______.

分析:试题是以三角形为载体、解三角形为背景的代数式的最值问题.解三角形是融合“数”“形”于一体,是代数、平面几何、三角函数、平面向量、平面解析几何等数学知识的交汇点,解决此类问题主要是根据三角形这一直观图形,并以此为切入点寻求已知与未知之间的内在联系,结合相关的数学知识与数学方法,探究解题的思路和方法.

思路1:(解三角形法思维)从三角形的面积切入,根据三角形的面积可a·BD·sin60°+c·BD·sin60°,整理可得ac=a+c,接下来再探求4a+c的最小值.

从余弦定理切入,根据余弦定理可得AD2=c2+1-2×c×1×cos60°=c2+1-c,CD2=a2+1-2×a×1×cos60°=a2+1-a,而根据角平分线定理可得,可得a2c2+c2-ac2=a2c2+a2-a2c,整理可得ac=a+c,接下来再探求4a+c的最小值.

思路2:(平面几何法思维)从张角定理切入,根据张角定理有,可得=1,整理可得ac=a+c,接下来再探求4a+c的最小值.

从相似比切入,过点D作DE∥BC交AB于点E,由于∠ABC=120°,∠ABC的平分线交AC于点D,可知∠EDB=∠DBC=∠ABD=60°,则△BDE为等边三角形,即EB=ED=BD=1,而由DE∥BC,可得=1,整理可得ac=a+c,接下来再探求4a+c的最小值.

思路3:(平面向量法思维)从平面向量的线性运算

点评:一题多思,可以思考问题中的相关概念,也可以思考问题中的切入角度或是其他的问题.一题多思,为解决问题提供思维角度,从不同思维角度切入,选取自己更熟悉、更熟练的方法与知识,结合题目来分析与求解,为正确解决提供必要的条件.

二、一题多解,在比较中优化解题方法

一题多解能有效构建知识网络、加强知识间的相互沟通、打破思维定势、培养思维的灵活性,培养学生从多角度、多途径、多知识寻求解决问题的方法,开拓解题思路,进而通过多种解法的对比与分析来选取最佳解法,总结解题规律,提升解题能力,增强思维品质,进而提升数学核心素养.

例2(2018年全国Ⅰ卷文11)已知角α的顶点为坐标原点,始边与x轴的非负半轴重合,终边上有两点A(1,a),B(2,b),且cos2α=,则|a-b|=( ).

分析:三角函数的求值问题一直是高考中的常见题型,本题通过精妙的设计,把三角函数的定义、二倍角公式、半角公式、万能公式等三角函数的相关公式加以交汇,并结合其他相关知识加以融合与应用.该题在解法上具有多样性,解题切入口也不唯一,这样更能很好地考查学生思维的灵活性、多样性、拓展性.

解法1:(三角函数定义法1)根据三角函数定义,对照点A(1,a),可得,结合二倍角公式可得cos2α=cos2α-sin2α=对照点B(2,b),可得,结合二倍角公式可得cos2α=cos2α-sin2α=,解得b2=又由题可知ab>0,不妨取,所以

解法6:(直线斜率公式+万能公式法2)根据三角函数定义有,根据万能公式可得,根据直线的斜率公式可得k=,所以

解法7:(直线斜率公式+万能公式法3)根据直线的斜率公式可得,根据万能公式可得,解得(b-a)2=,即|a-

点评:一道好的习题之所以能引起大家强烈的共鸣与反响,不是因为其独特的解题技巧,而是其中所蕴含的丰富的数学思想和思维方法.而一些高考真题就能很好地达到此目的.在日常教学过程中,教师精心选择此类具有代表性的“一题多解”题目作为习题,通过一题多解等训练,可以极大地增强学生的数学核心素养.

三、一题多探,在研究中深化思维角度

针对高三复习中的试题,大部分是以往的高考题或模拟题,这些精选试题不少都凝结了命题专家的智慧和心血,有的背景深刻,有的内涵丰富,有的立意高远,有的创意新颖等.解题时不能停留在表面,浅尝辄止,要进一步探究问题深层次的内涵,培养深入思考问题的习惯,提升探究问题的意识,培育核心素养.

例3 (2018年上海卷12)已知实数x1、x2、y1、y2满足:x12+y12=1,x22+y22=1,x1x2+y1y2=,则最大值为______.

分析:充分体会题目条件,以及对应条件所代表的几何意义,通过不同角度的转化,以及不同知识点的渗透与交汇来达到综合与应用的目的,进而利用几何法与不等式的基本性质法,分别从“形”的角度与“数”的角度来进行解决与处理.

探究1:本题如何从题目条件切入?

探究2:本题有哪些基本的数学模型?

探究3:本题有哪些不同的解题方法?

探究4:本题中的一些条件或结论的改变可否进行变式?

探究5:本题能否推广到一般性的结论?

点评:通过一道多探,可以提升解题的深度与广度,掌握丰富的数学方法,学习朴素的数学原理,完成火热的数学思考,使我们领悟解题方法,领悟解题思想,领悟问题的深层次联系,不停留表面,不拘泥题海,使同学们的解题能力和思维品质向更深层次发展和升华.

四、一题多变,在辨析中夯实基础知识

一题多变是在有效思考、探究的基础上,不妨从一个熟悉的基本问题着手,不断改变题设中的某些关键条件或结论,将相近的问题串起来,给学生形成强烈的认知冲突,强化学生学习基础,提升学习效率,培养学生细心谨慎的良好学习习惯,培养创新意识与能力都大有帮助.

例4(2018年全国Ⅱ卷文10)若f(x)=cosx-sinx在[0,a]上是减函数,则a的最大值是( ).

分析:结合三角恒等变换转化为相应的三角函数问题,结合三角函数的图像与性质,通过三角函数单调性来确定参数的取值范围.也可以借助导数法或选项排除法来处理此题.而通过该题深入分析,拓展思维,改变条件,可以得到意想不到的效果.

变式1:若f(x)=sinx-cosx在[0,a]上是增函数,则a的最大值是( ).

(答案:C)

变式2:(2018年全国Ⅱ卷理10)若f(x)=cosx-sinx在[-a,a]上是减函数,则a的最大值是( ).

(答案:A)

变式3:若f(x)=sinx-cosx在[-a,a]上是增函数,则a的最大值是( ).

(答案:A)

点评:看似简单的一道三角函数问题,其实认真分析,仔细探究,可以从不同角度展开来解决,也可以通过不同方式加以拓展深入,得到变式,真正达到“认真解答一个题,拓广解决一类题,变式深化一片题,思维能力一起高”的目的.

乔治·波利亚对“善于解题”的进一步阐述:“善于解题不完全在于解题的多少,还在于解题前的分析、探索和解题后的反思.”“工欲善其事,必先利其器”,高三复习千头万绪,以试题为抓手,挖掘其潜在价值,促进科学有效备考,无疑是值得尝试、行之有效的一种方法.H

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