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增强四种意识,高效解答数学问题

2023-04-09刘春波

语数外学习·高中版上旬 2023年12期
关键词:题设最值思路

刘春波

解数学题需要讲究技巧,否则,即便获解,解题过 程也会很繁琐.这就要求我们在解题时,要增强目标意 识、求简意识、转化意识、反思意识,以便快速、顺利地 求得问题的答案.

一、目标意识

解数学题没有固定的方法,但必须要有目标意 识,因为明确了解题的目标,才知道要求什么,要列什 么样的式子,要运用什么公式、定理、性质,才能快速确 定解题的思路和方向.没有解题目标就会失去解题方 向,导致盲目解题,这样往往很难顺利获解.

例1

解:

要判断是否存在满足题意的定点 B ,不妨先假设 B点存在,并设出B点的坐标;然后根据题设条件建立 关系式,只要满足条件“ | MB| | MA| 为常数”,那么B點就存 在,若不满足该条件,那么B点就不存在.这样明确了 解题的目标,便可快速确定解题的思路.

二、求简意识

众所周知,很多数学问题的解法不唯一,若选择 方法不当,则往往会使解题的过程变得繁琐,且计算 量变大.我们要有求简意识,通过读题提炼有用的信 息,将文字用数学符号、图形表示出来;运用通分、开 方、分解因式、换元等技巧将代数式简化;从多方面进 行思考,选择最为简洁的一种方法进行求解.这样以简 捷的方式将问题中的信息、数学式子、解题的思路呈现 出来,不仅能简化解题的过程,还能节省解题的时间.

例2

解:

本题若采用代数法求解,需通过恒等变换,将函 数式化为关于 x 或 y 的一元函数式,再利用二次函数和幂函数的性质进行讨论,其过程较为复杂.本题为一 道填空题,最忌“小题大做”.可从代数式的几何意义入 手 ,把 4x - 3y + 12 = 0 看 作 直 线 的 方 程 ,把 F = (x - 1) 2 +(y + 2) 2 看作直线 l : 4x - 3y + 12 = 0 上的任意 一点 P(x,y) 与定点 Q(1,-2) 之间的距离,将问题转化为 求点到直线的距离的最小值,通过数形结合,快速求 得函数式的最小值.

三、转化意识

如果根据题设条件,不便于或不能直接分析、求 解,那么就需要将题设条件进行适当的转化,运用数 形结合法、换元法、特殊化方法、构造法等方法进行求 解;或将问题转化为其他形式的问题,如将不等式恒 成立问题转化为函数最值问题,将求三角函数值问题 转化为单位圆中点之间的距离问题.这样就能达到化 繁为简、化难为易的目的.

例3

解:

根据三角形三边之间的关系:两边之和大于第三 边 可 知 ,要 使“ 对 任 意 实 数 x1,x2,x3 , 均 存 在 以 f (x1),f (x2),f (x3) 为三条边长的三角形”,需使 f (x)max < 2f (x)min ,这样便通过等价转化,将问题转化为熟悉的 函数最值问题,根据基本不等式求其最值即可解题.对 于不等式恒成立问题,通常可等价转化为函数最值问 题,如 f (x)> a 恒成立 ? f (x)min > a ;f (x)< a 恒成立 ? f (x)max < a.将问题进行巧妙的转化,不仅可以给解 题开辟新途径,还有利于迅速找到解题的思路,从而提升解题的效率.

四、反思意识

俗话说:“人非圣贤,孰能无过”.在解题的过程中, 一不小心,往往会出现这样或那样的错误,因此解完 一道题后,对其进行反思是很重要的.那么,如何反思 呢?一般来讲,我们应该认真审查自己的解题过程是 否正确;运算过程是否正确;是否忽视了特殊情形;是 否忽视了题设中的隐含条件;逻辑是否严密;是否还 有其他的解法;等等.增强反思意识,有利于我们及时 修正存在的错误,找出遗漏的问题,从而提高解题的 准确性.

例4

错解:

反思:该错解出错的根源在于对等差数列前 n 项 和公式的结构特征把握不准确,误以为等差数列前 n 项和公式为 Sn = an + b(ab ≠ 0) ,实际上,该公式为 Sn = na1 + n(n - 1) 2 d = d 2 n2 +(a1 - d 2 )n ,其形式为 Sn = an2 +bn.

正解:

等差数列的前 n 项和公式是关于 n 的二次函数 式,且常数项为零,这是等差数列的前 n 项和式的结 构特征.在解题时不能受命题者的影响,将两个数列的 和式看作 Sn = 7n + 2,Tn = n + 3 .一般地,若等差数列 {an}、{bn} 前 n 项和分别是 Sn、Tn ,则 an bn = S2n - 1 T2n - 1 .

总之,为了提升解题的效率,就需要切实增强目 标意识、求简意识、转化意识、反思意识,只有这样,我 们才能确保以最快的速度找到最便捷、最佳的解题方 案,从而有效地提升解题的效率.

(作者单位:山东省博兴第二中学)

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