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黄沙吹尽 返璞归真——一道习题的多角度探究

2012-08-27湖北省宜昌市夷陵中学

中学数学杂志 2012年17期
关键词:平方和柯西习题课

☉湖北省宜昌市夷陵中学 徐 勇

学生上完选修4-5《不等式选讲》第二讲“柯西不等式”不久,一个学生拿着一道题来问我,原题如下:

我和这名同学一起分析,觉得要求出u的最小值,去根号是关键,于是有了如下探究:

探究一:由柯西不等式(a2+b2)(c2+d2)≥(ac+bd)2得:

探究二:

和学生一起探究完这道题,感觉这道题能很好地培养学生的观察、分析、辨误、纠误能力,是一道难得的好题,于是决定在习题课上面向全班学生评析此题.

第二天的习题课上,当我按照上面的探究一、探究二讲解完这道题,并再次强调此题构造柯西不等式的思路时,几个学生在下面小声说,这样构造也太麻烦了吧!这句话打消了我接着讲下一题的计划.是啊,像探究一、二这样做确实能解决问题,但付出的代价太大了,还不如发挥学生的主体地位,让学生继续探究下去!于是,我引导道:“还有没有更简单的方法?请大家思考并讨论.”经过热烈的讨论,不少同学举起了手,我点了学生甲,请他到黑板前面让大家分享他的成果,于是有了如下探究:

探究三:考虑到柯西不等式左边有两组平方和相乘,而本题的函数u为三项相加,只要先把u平方即可得到乘积形式,即u2=x2+4+y2+9+z2+16+2 [8)=(x+y+z)2+81=442,当且仅时等号成立.又u>0,故umin=

教室里响起了热烈的掌声!探究三充分考虑了柯西不等式的结构特点,求解更为直接.那这道题还有没有别的做法呢?这时学生的思维完全打开了,不久学生乙就给出了另一种方法:

探究四:本题函数u为根式和形式,且被开方数为平方和形式,这一点与二维形式的三角不等式吻合,所以连续两次运用三角不等式即可,

学生乙的做法跳出了柯西不等式的窠臼,根据函数式的整体结构特点进行有效联想,做法漂亮、干脆,令人眼前一亮!当大家还沉浸在这种优美解法中时,学生丙举手站了起来:

探究五:探究四的做法实质就是构造三个向量:a=(x,2),b=(y,3),c=(z,4),,当且仅当向量a,b,c同向共线,即时两等号同时成立.故u

好一句“实质就是”,让我们对函数u有了新的认识.那我们对函数u还能从别的角度去认识它吗?果真是“思想有多远,行动就有多远”,很快学生们就给出了另一种探究思路:

由两点间线段最短有

真是令人拍案叫绝!一道看似需要用柯西不等式才能做的问题,竟然用初中的平面几何知识就轻易解决了!学生们彻底沸腾了……

反思:很多学生包括老师在内都有一种思维定势,认为新课后的作业、习题一定要用新课上的知识去解决,这种观点其实是大错特错的.本案例中,通过放手发动学生去思考,学生不断优化自己的思维,在创造、再创造中得出很多体现了书本知识灵活应用的方法,逐步对问题的本质有了清晰的认识.另外,本次探究成功很重要的一点是有了学生的积极参与.布鲁纳认为:在教学过程中,学生是一个积极的探索者,教师的作用是形成有助于学生独立探究的情境,让学生自己思考问题,参与知识获得的过程.教师要舍得留出时间和空间给学生,以供他们驰骋自己的思维.

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