强化目标意识 提高解题效益

时间:2022-06-26 05:50:43

强化目标意识 提高解题效益

目标意识,是指人们在完成某件工作中,对目标重要性的认识.在数学解题教学过程中,目标意识具体体现在分析问题、解决问题时,对解题目标的重视程度.许多高中生在解答数学问题时,往往只重视题设条件的运用,而忽略了解题目标对解题过程的启示,导致所选方法不当、计算量大、过程繁琐等问题,甚至找不到解题途径,影响解题效益.为此,在日常数学解题教学中,重视培养学生的目标意识,提高解题效益,无疑是十分重要的.下面结合笔者的高中数学教学实践,谈谈如何强化学生的目标意识,提高解题效益.

一、注意目标的导向性,以便合理有效地运用解题条件

问题的结论不单告诉我们解题的目标,更重要的是它所提供的信息能提示我们合理有效地运用条件,引导我们迅速找到解题的方向和突破口.

例1.已知α、β为锐角,并且3sin2α+2sin2β=1,3sin2α-2sin2β=0.求证:α+2β=.

分析:根据解题目标“α+2β=”,联系所给条件,应设法把含β、2α的三角函数式变为含α、2β的三角函数式,这样,就不难找到解题的思路.

由3sin2α+2sin2β=1得3sin2α=1-2sin2β=cos2β,①

由3sin2α-2sin2β=0得3sinαcosα=sin2β,②

①、②相除得tanα==tan(-2β),

α、β为锐角,α、-2β∈(-,),

α=-2β,即α+2β=.

例2.已知n∈N*,若对任意实数x,都有xn=a0+a1(x-n)+a2(x-n)2+…+an(x-n)n,则an-1的值为( ).

A.n2 B.nn C. D.

分析:此题的解题目标是“求an-1的值”.通过观察题设条件的形式可联想到二项式定理,进而明确解题目标就是求二项展开式中含(x-n)n-1项的系数an-1.而要出现(x-n)n-1这样的项,应尽量在二项式定理的左边构造出含(x-n)n-1的项.明确目标后,考虑题设条件可得xn=[n+(x-n)]n,又[n+(x-n)]n=C0nnn+C1nnn-1(x-n)+…+Cnn-1n(x-n)n-1+Cnn(x-n)n,对比系数可知an-1=Cnn-1n=n2,故选A.

可见,重视目标的导向性,能使思维更有效,思路更清晰,做到有条不紊,进而提高解题效益.

二、注意目标的确定性,以便简洁快速地寻求解题方法

“四选一”型选择题是数学命题中的常见题型.解此类选择题并不要求学生完整表达出获得结论的过程,只要求迅速地就命题的结论作出正确的判断.为此,对于某些选择题,我们可根据目标的确定性(只有一个正确的选择支),灵活选用有别于解其它题型的解题方法,找到解题的最佳方案.

例3.定义在R上的奇函数f(x)为减函数,设a+b≤0,给出下列不等式:

④f(a)•f(-a)≤0;②f(b)•f(-b)≥0;③f(a)+f(b)≤f(-a)+(-b);④f(a)+f(b)≥f(-a)+f(-b).其中成立的不等式序号是( ).

A.①②④ B.①④ C.②④ D.①③

分析:本题是一道有关抽象函数的题目.解此题的常规方法是运用函数性质(单调性、奇偶性)对4个不等式进行判断.由于所给函数是一个抽象函数,a、b又是未知的,常规方法做起来还是有一定难度的.为此,须另辟蹊径.根据目标的确定性,化抽象为具体,只要取f(x)=-x,逐项检查可知①④正确.故选B.

例4.给定四条曲线:①x2+y2=;②+=1;③x2+=1;④+y2=1,其中与直线x+y-=0仅有一个交点的曲线是( )

A.①②③ B.②③④ C.①②④ D.①③④

分析:本题的一般方法有两种:一是解4个方程组,然后作出判断;二是画4组图形,得到结论.两种中不管是哪一种,计算量都较大,耗费的时间多.实际上,根据目标的确定性,只要分析四个选择支,即可知四条曲线中有且只有一条曲线不符合要求,故可考虑找出不符合条件的曲线进行筛选.而在四条曲线中②是一个面积最大的椭圆,故可先看②,显然直线和曲线+=1是相交的,因为直线上的点(,0)在椭圆内,对照选项,应选D.

由此可见,对于某些选择题利用“目标是确定的”这一特性,往往能简化计算,迅速地就命题的结论作出正确的判断,提高解题效益.

三、注意目标的等价性,以便化难为易,化繁为简地处理问题

有些数学命题,若直接由题设条件推导结论,难度较大,解答繁琐,甚至找不到解题途径.若运用转化的思想把它化为等价命题,则显得简单易行,大有“柳暗花明又一村”之功效.

例5.求证:当-1≤a≤3时,不论k为何实数,直线y=kx+1与圆x2+y2-2ax+a2-2a-4=0恒有公共点.

分析:本题的常规解法有两种:代数法――联立方程组,利用≥0考虑求解,此法计算繁琐;几何法――圆心到直线的距离d≥r,即≤恒成立,再进行求解,此法计算亦繁琐.

事实上,把圆x2+y2-2ax+a2-2a-4=0化为(x-a)2+y2=2a+4,注意到直线y=kx+1恒过定点(0,1),则原题解题目标等价于“点(0,1)在圆内或圆上”,即(0-a)2+12≤2a+4,a2-2a-3≤0,-1≤a≤3.

例6.方程2x-x2=的正根个数为( ).

A.0 B.1 C.2 D.3

分析:本题学生很容易直接去分母得方程2x2-x3=2,然后解方程,不易实现目标.

事实上,若引入辅助函数y=2x-x2和y=,在同一坐标系中分别画出它们的简图,则原题解题目标等价于“抛物线y=2x-x2与双曲线y=在第一象限内公共点个数”.事实上,由图象容易发现它们在第一象限没有公共点,即可选A.

由上面的例子可以看出,注意目标的等价性,运用转化的思想,把命题化为等价命题解答,是提高解题效益的重要手段,在教学中应引起足够重视.

四、注意目标的整体性,以便用辩证的观点快速地解决问题

目标的整体性是指目标是一个统一的整体.在解题过程中,目标的特征难以导出或无法确定,不易实现解题目标,若用整体的观点,则容易由题设条件导出它的整体结构,达到解题的目的.

例7.等比数列{an}中,a1+a3=5,a2+a4=10,则a6+a8等于( ).

A.80 B.96 C.160 D.320

分析:本题的常规方法是回归两个基本量:首项a1,公比q.将两个题设条件全部转换成只含a1和q的式子,通过解方程组求出a1和q,代入a6+a8=a1q5(1+q2),可以获解.

但这种常规方法计算量相对较大.若充分利用整体的观点,把a1+a3的值作为一个整体,由a2+a4=q(a1+a3),易得q=2,则a6+a8=q5(a1+a3)的值是确定的(目标整体性确定),易求得a6+a8=5×25=160,故选C.

例8.一个等差数n列的前项和为48,前2n项和为60,则它的前3n项和为( ).

A.-24 B.84 C.72 D.36

分析:本题的常规方法还是回归两个基本量:设首项为a1,公差为d.利用等差数列的前n项和公式,列出方程组na1+n(n-1)d=48,①2na1+×2(2n-1)d=60,②许多学生认为这是个三元方程组,无法求解,找不到解题途径.部分学生虽懂得把n看作已知量,由方程组解得a1和d(含n的代数式),再代入等差数列的求和公式,消去n,算出S3n的值.但解题过程复杂,计算量大,易出差错.若用辨证的观点分析已知和所求,充分利用整体思想,则不难发现S3n=3(S2n-Sn)=36,选正确答案为D.

显然,注意目标的整体性,用辨证的方法解决问题也是提高解题效益的重要手段.

五、注意目标的再生性,以便简化思维,提高解题效率

目标的再生性,是指解题步骤中所得到的结论,对实现解题目标具有参考价值.许多学生往往只考虑题设条件的运用,而忽略解题步骤中所得到的结论,可在后面解题过程中作为条件,用来实现解题目标,从而造成解题思路变窄,解题过程冗长,甚至无法实现解题目标,致使一筹莫展,找不到解题途径.

例9.已知f(x)=+lg,①求证:f(x)的图象必过点(0,);②求证:f(x)在定义域区间上是减函数;③解关于x的不等式:f()<.

分析:①②小题略.对于第③小题,许多学生根据题设条件把原不等式化为不等式+lg<,然后,考虑解此不等式,却无法找到求解的方法.这是缺乏目标的再生性意识的表现.

事实上,由第①小题结论,得f()<=f(0),再由第②小题结论结合f(x)的定义域,得0<<1,即0<x<1,问题即可解决.

可见,注意目标的再生性,调整思维的方向,能避免解题过程中的盲目性,提高解题效益.

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