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例析高考试题中平面向量的四大运算策略及教学反思

2018-02-05田秀权

福建中学数学 2017年9期
关键词:向量平面运算

田秀权

平面向量作为代数和几何的纽带,素有“和平面几何联姻,与代数牵手,与解析几何交汇”之美称,在近几年高考试题中,平面向量题已然成为命题的重点和热点,在客观题中大多出现在压轴题位置,向量题的特点是:知识交汇自然,解法灵活多样;但万变不离其宗,紧扣“数”和“形”的本质属性,思考和解决问题,本文以近两年高考试题为例,分析、提炼平面向量的四大处理策略,以指明解题方向,优化解题过程,提高解题效率,并反思教学.

1代数化策略

1.1坐标运算策略

所谓坐标运算策略,是指解决平面向量问题时,把有关已知条件和所求结论,在直角坐标系中恰当地表示出来,这样就将向量运算完全代数化,可將几何问题转化为学生熟悉的有明确关系的数量运算,从而减少问题的思维量,降低问题的难度,

例1 (2017年高考全国卷Ⅱ.理12)已知△ABC是边长为2的等边三角形,P是平面ABC内一点,则PA·(PB+PC)的最小值是(

A.-2

B.-3/2 C.-4/3 D.-l

解以BC为x轴,BC的垂直平分线AD为y轴,D为坐标原点建立直角坐标系(如图1),

则B(-l,0),c(1,0),A(O,√3).

设P(x,y),所以PA:(-x,√3-y),

PB=(-1-x,-y),PC=(1-x,-y),

评注本题作为选择题的压轴题,对学生的能力要求比较高,如果方法选择不恰当,处理起来较为困难,考虑到图形的对称性,利用坐标运算策略,具体明确地表示出各个向量,从而问题得以快速解决,也使我们体会到了坐标运算策略的筒捷和明快.

1.2数量积运算策略

所谓数量积运算策略,是指解决平面向量问题时,把题目中的向量等式主动施加恰当的数量积运算,这样把向量运算完全代数化,这是处理棘手向量等式问题的重要思路,数量积运算策略体现了构造思想、转化和化归数学思想.

评注这是一道中等偏上难度的题,考查了两角和差公式、向量数量积两个C级考点知识的交汇,彰显了重点知识重点考查的命题理念,利用数量积运算策略,把问题完全代数化,构造了关于目标参数的方程组,思路清晰明了.

2几何化策略

2.1线性运算策略

所谓线性运算策略,是指解决平面向量问题时,利用平面向量的加减运算、数乘运算以及平面向量基本定理来解决问题,求解时通常选择两个信息量(模、角、位置关系)大、关联性强的不共线的向量作为基底,然后把其他向量用基底表示出来.

2.2图形运算策略

所谓图形运算策略,是指解决平面向量问题时,作出题目中所涉对象的几何图形,借助图形思考问题(往往结合平面几何知识、几何意义等等),借助图形解决问题,图形运算策略体现了数形结合的数学思想,是平面向量的一个本质特性.

评注这两道题都是客观题的压轴题,都属于难题,解法并不唯一(比如建系,但运算量相对更大).如果利用好图形运算策略,让问题更形象直观、解法更简洁明了,思维更活跃灵动,图形运算策略体现了几何直观的数学核心素养.

3教学启示

3.1本质探究是根本

数学问题解决的过程,是从已知向未知寻求联系的过程,并努力去寻找条件和结论之间的数学本质,作为位置偏后的填空题,往往涉及的知识点是多元的、交汇的,研究对象的关系是错综复杂的,如何能让学生有序思维,理清基础知识,精准的找到问题的切入口?这就要求我们平时的教学要注重知识的生成、发展过程,重视对知识本质属性及问题本质的探究,比如:平面向量的概念是什么?有怎样的本质属性?了解了这样的问题,解题的思路就会更加自然流畅;正所谓“问渠那得清如许,为有源头活水来”,数学问题本质的挖掘正是解题思路的“源头活水”.

3.2方法提炼要精细

平时的解题教学应追求通性通法,比如多元问题需消元、高次问题要降次,常用带入、换元、待定系数等方法,学习、应试是个不断积累的过程,有必要积累一些处理问题的基本方法,然而方法的提炼仅仅停留在浅层次的“方法名称的记忆”肯定是不行的,方法的提炼应该要更加精细化,让学生经历思考、分析、对比、选择的思维过程,提炼出方法及方法的适用性,譬如:本文中总结的解决平面向量题的四大解题策略,怎样的题型特点适合用坐标运算策略?怎样的题型特点适合用线性运算策略?这四种策略是否有一定的关联性?

3.3能力训练重反思

“选拔性”是高考试卷的重要指标之一,这也决定了以能力立意的命题理念,学生的解题能力哪里来?怎么来?教师的讲解和学生的解题训练固然重要,但能力的形成和提升更离不开学生的自我感悟和自我反思,荷兰著名数学教育家弗赖登塔尔就曾指出:“反思是数学思维活动的核心和动力”,教师经常有着这样的困惑或抱怨:“这样的题讲过好几遍了,稍微改变一下,学生怎么又不会啦?”问题的关键就在于学生“悟得少”,其实,学生解题能力的提高是在学习过程中通过不断地分析问题、转化问题,通过不断地听懂、反思、对比、感悟、内化、迁移和运用达成的.endprint

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