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审题一针见血 求解立竿见影

2020-09-10王苏文

数理化解题研究·高中版 2020年4期
关键词:捕捉关联转化

摘 要:审题,顾名思义就是对题目的含义进行分析、研究,从而正确地把握问题,理解题意,明确题目要求,确定答题方式等.

关键词:捕捉;关联;转化

中图分类号:G632      文献标识码:A      文章编号:1008-0333(2020)10-0002-02

收稿日期:2020-01-05

作者简介:王苏文(1975.7-),男,浙江省诸暨人,大学,中学高级教师,从事数学教学研究.

审题是合理、正确解题的基础,是获取解题信息,最终达到圆满解题的第一步.审题过程中善于捕捉,善于发现,才能更好地解决问题.平时捕风捉影也不见得是件坏事,只要捕捉对象准确,无疑是解决问题的一条良策.

一、捕捉数字

在数学解题中,数字对解题起着决定性的作用,因此掌握数字间的关联是解决问题的金钥匙.

例1 求值:sin7°+cos15°sin8°cos7°-sin15°sin8°.

分析 式中三个数值存在关系如下:15°=7°+8°,7°=15°-8°等,观察所求式子的关系,可将7°用15°-8°来表示更为合理,继而用15°=45°-30°转化为两个特殊角进行求值,那么所求问题就迎刃而解了.

例2 已知在平面直角坐标系中,A(-2,0),B(1,3),O为原点,设OM=αOA+βOB,且α+β=1,α,β均为实数,若N(1,0),则MN的最小值是

.

图1分析 在平面向量基本定理中,若OP=xOA+yOB的有序实数对(x,y)满足x+y=1,则A,P,B三点共线,在相关问题的求解中还是十分有效的,在具体问题的处理中会显得格外清晰.

解 由OM=αOA+βOB,且α+β=1,则M在直线AB上运动,故MN的最小值即为点N到直线AB的距离.由lAB:x-y+2=0,则d=|1-0+2|12+12=322,故MN的最小值是322.

在大多数解题过程中,数字间的特征可以帮助我们更快、更好地解决问题,达到事半功倍的高效.

二、捕捉结构

在数学解题中,对于数学式的结构特征的准确把握,有时会对解决数学问题起到事半功倍的实效.

例3 已知sinα+2cosα=-5,求tanα.

分析 在三角函数中有一类特殊结构形式:对偶式,其特点是同类构造,简便求解.

解 构造对偶式:cosα-2sinα=t.

将两式平方相加得:5=t2+5,解得:t=0,即cosα-2sinα=0.

故tanα=sinαcosα=12.

例4 已知tanα=2,求sin3α-cosαsin3α+2cosα的值.

分析 三角函数求值中有一类特殊求值结构:齐次式,其特点为每一项次数均相同,利用切化弦求解.

解 原式=sin3α-cosα(sin2α+cos2α)sin3α+2cosα(sin2α+cos2α).由tanα=2,则sinα=2cosα代入上式:原式=8cos3α-4cos3α-cos3α8cos3α+8cos3α+2cos3α=318=16.

在數学解题中,如若能完美把握好所求问题的数学结构特征,对于解题可谓锦上添花.

三、捕捉模型

掌握高中数学中的常见模型对于求解数学问题而言可谓无招胜有招,柳暗花明又一村.

图2例5 如图2,设O是正三棱锥P-ABC底面△ABC的中心,过O的动平面与P-ABC的三条侧棱PA,PB,PC(或其延长线)的交点分别为Q,R,S,则1|PQ|+1|PR|+1|PS|(  ).

A.有最大值而无最小值

B.有最小值而无最大值

C.无最大值也无最小值

D.是一个与Q,R,S位置无关的常量

分析 作为动态题的关键问题是找到合理的不动因素,而本题的变化模型中不变的是Q,R,S,O四点共面,可利用空间四点共面的基本定理这一模型进行求解.

解 设|PQ|=x,|PR|=y,|PS|=z,则PA=PAxPQ,PB=PByPR,PC=PCzPS.根据条件:O为底面中心,且A,B,C,O四点共面,则PO=PA+PB+PC3.

结合上式得:PO=PA3xPQ+PB3yPR+PC3zPS.而Q,R,S,O四点共面,则PA3x+PB3y+PC3z=1.又|PA|=|PB|=|PC|且为定长,故1|PQ|+1|PR|+1|PS|=3PA为定值.

图3例6 如图3所示,某货场有两堆集装箱,一堆4个,一堆3 个.现需要全部装运,每次只能从其中一堆取最上面的一个集装箱,则在装运的过程中不同取法的种数是

.

分析 在排列组合中,有时问题的模型不能很好建立,就会一筹莫展.因此在解决排列组合问题时,利用实际问题抽象出合理的模型是解决问题的所在,而且也行之有效.

本题可采用排列组合的基本模型,即平排画7个格子在地上,每取一个集装箱一次放在格子上,只需在7个格子里随意挑4个格子安放左侧4个集装箱即为所求,故共有C47种.

在解决菲常规试题时,往往需要构建一些合理的解题模型帮助问题进行转化,最终找到问题的突破口.

四、捕捉位置

例7 如图4,正四面体ABCD的顶点C在平面α内,且直线BC与平面α所成的角为45°,顶点B在平面α内的射影为点O.当

图4顶点A与点O的距离最大时,直线CD与平面α所成角的正弦值等于

A. 6+3212   B. 22+15

C. 6+24 D. 5+2212

分析 学生对于立体几何中的动态题往往感到害怕,尤其像这种几何体的动态问题,使原本就害怕的学生往往望而却步,更何况去求解.通过对几何体的旋转不难发现试题中满足最值的位置.

取CA,CB,CD作为空间基底向量,根据题意,当且仅当A,B,C,O四点在同一平面时,顶点A与点O的距离最大.不妨设正四面体ABCD的棱长为2,则平面α的法向量即为BO,结合四边形ABOC中的内角与相关长度,图中△ABC为正三角形,△BOC是以BC为斜边的等腰直角三角形.可计算得:BO=3-36CB-33CA,故cos〈BO,CD〉=BO·CD|BO||CD|=-6+3212.设直线CD与平面α所成角为θ,则sinθ=|cos〈BO,CD〉|=6+3212.

故选(A).

作为立体几何的动态题,往往考查学生观察、分析问题的能力,因此作为动态下的各个位置是解决问题的关键所在,只要找到正确的位置,动态问题就迎刃而解了.

参考文献:

\[1\]中华人民共和国教育部.普通高中数学课程标准(2017版)[M].北京:人民教育出版社,2018.

[责任编辑:李 璟]

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