以教材为蓝本对一道习题的纠错与思考

2020-12-15 01:38江苏省苏州第一中学215000
中学数学研究(江西) 2020年12期
关键词:最值习题解题

江苏省苏州第一中学 (215000) 王 耀

笔者在高考复习时,给学生布置了一道习题,遗憾的是这道求最值的小题让不少同学犯错,下面笔者针对这道问题开展纠错工作,并结合教材内容,对问题从多角度分析.现将教学过程以及点滴思考整理成文,与读者交流,并例举几道相似题供读者品评.

2.问题探究

数学解题是一个严谨而细致的过程,需要循序渐进去分析,如果一个细节没有把握好,都会导致失误.笔者罗列了学生的典型错误,具体分析过程如下:

2.1 典型错解分析

这个错误容易让人联想到2013年全国高考(新课标I理科卷)的一道考题:设当x=θ时,函数f(x)=sinx-2cosx取得最大值,则cosθ=.

事实上,在分析无理函数的最值时,首先应进行宏观分析,运用观察法,若具有明显的单调性,那么问题就在很大程度上被简化了,本题的分析过程也不例外,同样可以先观察,再分析,即如下解法:

图1

评注1:这里要说明的是由上面2013年高考题的分析也可利用求导数的方法求最值或者取值范围.

分析:在处理动态范围的填空题时,数与形之间的转化也是学生习惯思考的方向,但是必须时刻留意变量的范围,这种错误的根源也是在于非等价转化,且忽视检验造成失误.针对这种问题,“形”的思路可用下面的解法5或6两种方法,“数”的运算过程可以用解法7来完善:

图2

图3

2.2 其他解法赏析

众所周知,苏教版这套教材,跟以前的传统教材相比,在必修4中,第一章和第三章是三角函数,第二章是向量,这样的教材设计在证明两角和与差的余弦公式时,通过构造向量的数量积来证明,既方便快捷,且又能很好地锻炼学生的数学思维,那么文中研究的这个问题也能采用向量作为研究手段进行.

图4

教材中,在第126页上有份阅读材料介绍万能代换公式,其本质上即为通过利用二倍角的三角函数公式时,进行“齐次化”转化,从而可用一个角的正切去表示二倍角的三角函数,这也是平时习题中教材用到的解题思路,充分体现了三角函数公式之间的和谐统一.

评注2:解法9体现了“齐次化”这个数学转化思维的优势,在处理二元不等式的最值问题时,也通常会采用这样的转化策略,从而可进行“减元”操作,即如下解法10.

3 解法运用

众所周知,会一题而通一类是数学解题的目标. 上文中,对一道习题进行了细致的错因分析和方法纠错,体现了不同的解题思维在数学解题中的统一美、和谐美. 同时,笔者也认为,对这道习题的深入思考,可以解决一系列本质相似的问题,例举几道试题如下:

(2)若方程|x2-2x-1|-t=0有四个不同的实数根x1,x2,x3,x4,且x1

图5

4 题后感悟

感悟1 以发展的眼光看教材

数学解题教学是数学教学工作中的一项艰巨而重要的任务,尤其是面对像高考这种选拔性的考试,高考试题的命制理念之一就是试题源于教材,又要高于课本,显而易见,高三一轮的复习过程中,应注意尽量不留死角,特别要关注教材,以教材为蓝本帮助学生数学建好知识框架,文中研究的这道小题,对数学教学回归教材、理解数学有着极好的引导作用.具体而言,理解数学要“把书读薄”,即要明白知识的核心和本质是什么,不同知识结构之间的联系,对教材内容的结构发展有着深刻的认识,充分明白数学教材中关键知识点之间的相互转化过程.

因此,在教学中,教师要了解教材中的知识体系结构,深谙个中的关系,善于探究结构的“起源”或“发生”方法,通过转换结构达到可理解性,促使学生完善、改良和发展对结构的认知能力,并自觉地指导和帮助学生认识问题,参悟本质,形成思维;作为求知者,学生要从被动的解题中解放出来,知晓知识的来龙去脉,深究核心知识的数学本质,从而做到了然于心,方能运用自如.

感悟2 用创新的思维看问题

数学问题总是千变万化,解一题并通一类,是数学解题的终极目标.作为教者,首先要更新观念,多学习,多思考、多准备,充分做到备教材、备学生、备教法. 具体而言,要想提升解题教学的效果,首先,教师应善于研究学生的思考方式值得仔细研究,它既是学生学习和解决问题的核心要素.本文以一道填空题为切入点,沿着学生的思路引导学生展开思考,探究解法,通过评析问题并解释清楚其中的方法内涵,让学生知晓解题思维的切入点、关键点,实现试题研究价值的最大化,实乃题目虽小,其容乃大.

再者,教者应善于通过渗透数学思想达到优化解题思维的目的,分析一些经典的数学思想方法,让学生能够发现和体会,加强知识的梳理及应用,这样提高知识运用效率,提升思维品质. 上文中,笔者从多视角切入分析并提供了多种解法,思维方式各不相同,解法也各具特点.这种多角度审视的原则,既能从纵向上追溯教材知识体系的认知与梳理,也能在横向上加强知识点间的联系与转化,对加深对经典数学思想的理解与运用将大有裨益.

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