《高中数学解题思维与思想》(精美word版,共140页)(8)

2019-03-10 21:09

按照一定规律,先写出问题的解的形式(一般是指一个算式、表达式或方程),其中含有若干尚待确定的未知系数的值,从而得到问题的解。这种解题方法,通常称为待定系数法;其中尚待确定的未知系数,称为待定系数。

确定待定系数的值,有两种常用方法:比较系数法和特殊值法。 (一)比较系数法

比较系数法,是指通过比较恒等式两边多项式的对应项系数,得到关于待定系数的若干关系式(通常是多元方程组),由此求得待定系数的值。

比较系数法的理论根据,是多项式的恒等定理:两个多项式恒等的充分必要条件是对应项系数相等,即a0xn+a1xn-1+ …+an≡b0xn+b1xn-1+… +bn 的充分必要条件是 a0=b0, a1=b1,…… an=bn 。 (二)特殊值法

特殊值法,是指通过取字母的一些特定数据值代入恒等式,由左右两边数值相等得到关于待定系数的若干关系式,由此求得待定系数的值。

特殊值法的理论根据,是表达式恒等的定义:两个表达式恒等,是指用字母容许值集内的任意值代替表达式中的字母,恒等式左右两边的值总是相等的。

待定系数法是一种常用的数学方法,主要用于处理涉及多项式恒等变形问题,如分解因式、证明恒等式、解方程、将分式表示为部分分式、确定函数的解析式和圆锥曲线的方程等。

四、判别式法

实系数一元二次方程ax2+bx+c=0 (a≠0) ① 的判别式△=b2-4ac具有以下性质:

>0,当且仅当方程①有两个不相等的实数根 △ =0,当且仅当方程①有两个相等的实数根; <0,当且仅当方程②没有实数根。 对于二次函数

y=ax2+bx+c (a≠0)②它的判别式△=b2-4ac具有以下性质: >0,当且仅当抛物线②与x轴有两个公共点; △ =0,当且仅当抛物线②与x轴有一个公共点; <0,当且仅当抛物线②与x轴没有公共点。

利用判别式是中学数学的一种重要方法,在探求某些实变数之间的关系,研究方程的根和函数的性质,证明不等式,以及研究圆锥曲线与直线的关系等方面,都有着广泛的应用。

在具体运用判别式时,①②中的系数都可以是含有参数的代数式。

从总体上说,解答数学题,即需要富有普适性的策略作宏观指导,也需要各种具体的方法和技巧进行微观处理,只有把策略、方法、技巧和谐地结合起来,创造性地加以运用,才能成功地解决面临的问题,获取良好的效果。

五、 分析法与综合法

分析法和综合法源于分析和综合,是思维方向相反的两种思考方法,在解题过程中具有十分重要的作用。

在数学中,又把分析看作从结果追溯到产生这一结果的原因的一种思维方法,而综合被看成是从原因推导到由原因产生的结果的另一种思维方法。通常把前者称为分析法,后者称为综合法。

具体的说,分析法是从题目的等证结论或需求问题出发,一步一步的探索下去,最后达到题设的已知条件;综合法则是从题目的已知条件出发,经过逐步的逻辑推理,最后达到待证的结论或需求问题。

六、 数学模型法

数学模型法,是指把所考察的实际问题,进行数学抽象,构造相应的数学模型,通过对数学模型的研究,使实际问题得以解决的一种数学方法。

利用数学模型法解答实际问题(包括数学应用题),一般要做好三方面的工作: (1) 建模。根据实际问题的特点,建立恰当的数学模型。从总体上说,建模的基本手段,是数学抽象方法。建模的具体过程,大体包括以下几个步骤:

1o考察实际问题的基本情形。分析问题所及的量的关系,弄清哪些是常量,哪些是变量,哪些是已知量,哪些是未知量;了解其对象与关系结构的本质属性,确定问题所及的具体系统。

2o分析系统的矛盾关系。从实际问题的特定关系和具体要求出发,根据有关学科理论,抓住主要矛盾,考察主要因素和量的关系。

3o进行数学抽象。对事物对象及诸对象间的关系进行抽象,并用有关的数学概念、符号和表达式去刻画事物对象及其关系。如果现有的数学工具不够用,可以根据实际情况,建立新的数学概念和数学方法去表现数学模型。

(2)推理、演算。在所得到的数学模型上,进行逻辑推理或数学演算,求出相应的数学结果。

(3) 评价、解释。对求得的数学结果进行深入讨论,作出评价和解释,返回到原来

的实际问题中去,形成最终的解答。

七、试验法

解答数学题,需要多方面的信息。数学中的各种试验,常常能给人以有益的信息,为分析问题和解决问题提供必要的依据。

用试验法处理数学问题时,必须从问题的实际情形出发,结合有关的数学知识,恰当选择试验的对象和范围;在制定试验方案时,要全面考虑试验的各种可能情形,不能有所遗漏;在实施试验方案时,要讲究试验技巧,充分利用各次试验所提供的信息,以缩小试验范围,减少试验次数,尽快找出原题的解答。

任何试验都和观察相联系。观察依赖于试验,试验离不开观察。因此,要用好试验法,必须勤于观察,善于观察,有目的、有计划、有条理地进行观察。

八、分类法

分类法是数学中的一种基本方法,对于提高解题能力,发展思维的缜密性,具有十分重要的意义。

不少数学问题,在解题过程中,常常需要借助逻辑中的分类规则,把题设条件所确定的集合,分成若干个便于讨论的非空真子集,然后在各个非空真子集内进行求解,

直到获得完满的结果。这种把逻辑分类思想移植到数学中来,用以指导解题的方法,通常称为分类或分域法。

用分类法解题,大体包含以下几个步骤:

第一步:根据题设条件,明确分类的对象,确定需要分类的集合A;

第二步:寻求恰当的分类根据,按照分类的规则,把集合A分为若干个便于求解的非空真子集A1,A2,?An;

第三步:在子集A1,A2,?An内逐类讨论; 第四步:综合子集内的解答,归纳结论。

以上四个步骤是相互联系的,寻求分类的根据,是其中的一项关键性的工作。从总体上说,分类的主要依据有:分类叙述的定义、定理、公式、法则,具有分类讨论位臵关系的几何图形,题目中含有某些特殊的或隐含的分类讨论条件等。在实际解题时,仅凭这些还不够,还需要有较强的分类意识,需要思维的灵活性和缜密性,特别要善于发掘题中隐含的分类条件。

九、数形结合法

数形结合,是研究数学的一个基本观点,对于沟通代数、三角与几何的内在联系,具有重要的指导意义。理解并掌握数形结合法,有助于增强人们的数学素养,提高分析问题和解决问题的能力。

数和形这两个基本概念,是数学的两块基石。数学就是围绕这两个概念发展起来的。在数学发展的进程中,数和形常常结合在一起,在内容上互相联系,在方法上互相渗透,在一定条件下可以互相转化。

数形结合的基本思想,是在研究问题的过程中,注意把数和形结合起来考察,斟酌问题的具体情形,把图形性质的问题转化为数量关系的问题,或者把数量关系的问题转化为图形性质的问题,使复杂问题简单化,抽象问题具体化,化难为易,获得简便易行的成功方案。

中学数学中,数形结合法包含两个方面的内容:一是运用代数、三角知识,通过对数量关系的讨论,去处理几何图形问题;二是运用几何知识,通过对图形性质的研究,去解决数量关系的问题。就具体方法而论,前者常用的方法有解析法、三角法、复数法、向量法等;后者常用的方法主要是图解法。

十、反证法与同一法

反证法和同一法是间接证明的两种方法,在解题中有着广泛的应用。

(一)反证法是一种重要的证明方法。这里主要研究反证法的逻辑原理、解题步骤和适用范围。

反证法的解题步骤:

第一步:反设。假设命题结论不成立,即假设原结论的反面为真。

第二步:归谬。由反设和已知条件出发,经过一系列正确的逻辑推理,得出矛盾结果。这里所说的矛盾结果,通常是指推出的结果与已知公理、定义、定理、公式矛盾,与已知条件矛盾,与临时假设矛盾,以及自相矛盾等各种情形。 第三步:存真。由矛盾结果,断定反设不真,从而肯定原结论成立。

反证法的三个步骤是互相联系的。反设是前提,归谬是关键,存真是目的。只有正确

地作出反设,合乎逻辑地进行推导,才能间接地证出原题。

十一、同一法

互逆的两个命题未必等效。但是,当一个命题条件和结论都唯一存在,它们所指的概念是同一概念时,这个命题和它的逆命题等效。这个道理通常称为同一原理。 对于符合同一原理的命题,当直接证明有困难时,可以改证和它等效的逆命题,只要它的逆命题正确,这个命题就成立。这种证明方法叫做同一法。

同一法常用于证明符合同一原理的几何命题。应用同一法解题,一般包括下面几个步骤:

第一步:作出符合命题结论的图形。 第二步:证明所作图形符合已知条件。

第三步:根据唯一性,确定所作的图形与已知图形重合。

第四步:断定原命题的真实性。

三、《高考数学解题专项训练》

(选择题)

(一)数学选择题的解题思路

要想确保在有限的时间内,对10多条选择题作出有效的抉择,明晰解题思路是十分必要的。一般说来, 数学选择题有着特定的解题思路,具体概括如下: 1、仔细审题,吃透题意

审题是正确解题的前题条件,通过审题,可以掌握用于解题的第一手资料——已知条件,弄清题目要求。

审题的第一个关键在于:将有关概念、公式、定理等基础知识加以集中整理。凡在题中出现的概念、公式、性质等内容都是平时理解、记忆、运用的重点,也是我们在解选择题时首先需要回忆的对象。

审题的第二个关键在于:发现题材中的“机关”——— 题目中的一些隐含条件,往往是该题“价值”之所在,也是我们失分的“隐患”。

除此而外,审题的过程还是一个解题方法的抉择过程,开拓的解题思路能使我们心涌如潮,适宜的解题方法则帮助我们事半功倍。 2、反复析题,去伪存真

析题就是剖析题意。在认真审题的基础上,对全题进行反复的分析和解剖,从而为正确解题寻得路径。因此,析题的过程就是根据题意,联系知识,形成思路的过程。由于选择题具有相近、相关的特点,有时“真作假时假亦真”,对于一些似是而非的选项,我们可以结合题目,将选项逐一比较,用一些“虚拟式”的“如果”,加以分析与验证,从而提高解题的正确率。 3、抓往关键,全面分析

在解题过程中,通过审题、析题后找到题目的关键所在是十分重要的,从关键处入手,找突破口,联系知识进行全面的分析形成正确的解题思路,就可以化

难为易,化繁为简,从而解出正确的答案。 4、反复检查,认真核对

在审题、析题的过程中,由于思考问题不全面,往往会导致“失根”、“增根”等错误,因而,反复地检查,认真地进行核对,也是解选择题必不可少的步骤之一。

(二)数学选择题的解题方法

当然,仅仅有思路还是不够的,“解题思路”在某种程度上来说,属于理论上的“定性”,要想解具体的题目,还得有科学、合理、简便的方法。

有关选择题的解法的研究,可谓是仁者见仁,智者见智。其中不乏真知灼见,现选择部分实用性较强的方法,供参考:

1、 直接法

有些选择题是由计算题、应用题、证明题、判断题改编而成的。这类题型可直接从题设的条件出发,利用已知条件、相关公式、公理、定理、法则,通过准确的运算、严谨的推理、合理的验证得出正确的结论,从而确定选择支的方法。 2、 筛选法

数学选择题的解题本质就是去伪存真,舍弃不符合题目要求的错误答案,找到符合题意的正确结论。可通过筛除一些较易判定的的、不合题意的结论,以缩小选择的范围,再从其余的结论中求得正确的答案。如筛去不合题意的以后,结论只有一个,则为应选项。 3、 特殊值法

有些选择题,用常规方法直接求解比较困难,若根据答案中所提供的信息,选择某些特殊情况进行分析,或选择某些特殊值进行计算,或将字母参数换成具体数值代入,把一般形式变为特殊形式,再进行判断往往十分简单。 4、 验证法

通过对试题的观察、分析、确定,将各选择支逐个代入题干中,进行验证、或适当选取特殊值进行检验、或采取其他验证手段,以判断选择支正误的方法。

5、 图象法

在解答选择题的过程中,可先根椐题意,作出草图,然后参照图形的作法、形状、位臵、性质,综合图象的特征,得出结论。 6、 试探法

对于综合性较强、选择对象比较多的试题,要想条理清楚,可以根据题意建立一个几何模型、代数构造,然后通过试探法来选择,并注意灵活地运用上述多种方法。

(三)数学经典选择题点评

1、同时满足① M ?{1, 2, 3, 4, 5}; ② 若a∈M,则(6-a)∈M, 的非空集合M有(C)。

(A)16个 (B)15个 (C)7个 (D)8个


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