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高三数学复习要立足基础才能厚积薄发

2022-04-20刘光辉

数学教学通讯·高中版 2022年3期
关键词:知识体系

刘光辉

[摘  要] 高中数学复习是一个“厚积薄发”的过程,只有经历了前期基础知识的积累,后期才能从容自如地灵活运用. 然高三复习阶段部分师生只重视“解题”,忽视了基本知识、基本方法的提炼、加工、总结和整理,这样不利于学生知识体系的建构,势必会影响知识迁移效果. 为此,在教学中应重视基础、重视方法、重视规律,以此推动解题效率提升.

[关键词] 厚积薄发;知识体系;解题效率

为了在高考中取得好成绩,高三数学课堂重点围绕着运算能力和解题能力这两大主题展开. 为了提升学生的运算能力和解题能力,部分教师依然重复着“题海战术”,学生被大量的例习题包围着,课堂上充斥了消极、烦躁的情绪,课堂沉闷、压抑,课堂效率低. 究其原因,就是教学的重心放置于重复的机械练习,忽视了对题目的思考、总结和提炼,仅仅就题论题的讲解,对知识的把握缺乏整体性和系统性,致使课堂看起来内容丰富,然因学生缺少深层的理解,所以收获甚微. 数学课堂往往给人浅尝辄止的感觉,只有简单评价,而没有更深层的引导,也没有对知识的拓展和延伸,使数学课堂过于碎片化,影响了知识迁移能力的提升,故解题能力也难以提升. 为此,高三阶段必须重视系统化和专题化的训练,让学生对数学形成基本的认识,通过几根主线将知识点进行串联,使知识脉络更加清晰化、系统化. 同时,注意挖掘知识点之间的联系,这样将线编织成网,使知识体系更加全面化、系统化、简洁化,为解题能力的提升做好充分的知识储备.

笔者就如何提高复习质量、提升复习效率,有几点自己的粗浅认识,供参考.

[⇩] 掌握基础知识

众所周知,好的基础决定上层建筑,数学学习亦是如此,然部分师生往往认为“刷题”更高效. 不可否认,短期内这种方法是有效的. 熟悉的题型、熟悉的知识点更容易提升学生的自信心,然高考主要考查学生的综合知识应用能力,题目往往灵活多变,各知识点更是紧密相连. 若单纯地“刷题”而不重视基础的积累,那么当学生遇到陌生题时就会感觉束手无策. 为此,若想提高解题效率,学生对基础知识必须有一个整体的、全面的认识,知晓每个章节的大纲,当涉及该板块内容时可迅速调用相关的概念、公式、通法形成解题思路,进而顺利解决问题.

例1 若已知点P(x,y)的坐标满足

x-y<0,

x-y+2<0,

y≥0,则的取值范围为________.

解析:本题的难点是对中分子几何意义的解读,考虑到点P(x,y)到直线x+y=0的距离h=,即

x+y=2h;又设点P(x,y)到原点的距离d=,所以=

(x+y≥0),

-

(x+y<0),这样问题就能顺利求解了.

显然本题是一道线性规划问题,数形结合是解决此类问题的一个通法,寻找的几何意义是解决本题的重点. 在解题时不是急于求解,而是先观察题目的特点,根据知识的“落脚点”寻找恰当的“切入点”,进而调用已有经验寻找解题的突破口. 例如,本题的“落脚点”即为的几何意义. 又如,在研究三角函数问题时,无论是研究周期问题还是单调区间问题,抑或是对称中心坐标、对称轴方程等问题,首先必须将已知函数进行转化,转化为形如y=Asin(ωx+φ)+B或y=Acos(ωx+φ)+B的形式,那么此类问题的“落脚点”即为一般形式的转化. 又如,用导数研究函数y=f(x)的单调性时往往是f′(x)与“0”相比较,那么“0”就是解决此类问题的“落脚点”. 只有对这些基础知识有着清晰的认识,解题时才能结合已知条件将未知向熟悉的模式转化,进而提高解题效率.

[⇩] 掌握基本方法

有了基础知识的储备后也要重视基本方法的积累,若仅重视知识的积累而不掌握解题方法,那么学生很难找到解题方向,也就无从求解. 例如,解析几何是高考的重要考点,也是高中数学的一个难点,解决此类问题往往涉及交点问题,交点在坐标系中又以“坐标”表示,自然“坐标”在解题时就显得尤为重要了,“坐标法”就是解决此类问题的一个基本方法.

例2 已知实数p>0,直线3x-4y+2p=0与抛物线x2=2py和圆x2+

y-

2=有四个交点,从左到右依次为A,B,C,D,则的值为________.

解析:解决此题的关键是如何把用A,B,C,D的坐标表示出来. 设A(x,y),B(x,y),C(x,y),D(x,y),则有如下几个解题方法:

解法1:分别求出A,B,C,D的坐标,进而得到的值. 显然,分别求出四个坐标,运算太复杂,难以求解.

解法2:根据弦长公式,设直线的斜率为k,则AB=

x

-x·,CD=

x

-x·,则===. 虽然解法2的解题思路比解法1更加清晰,然若想最终求解依然需要求出四点的横坐标,运算量依然很大.

解法3:通过前面两个解题思路可以发现,若直接采用“坐标法”显然求解困难,因此需要重新审题,挖掘已知中的“隐含条件”. 结合已知及图1可知,圆x2+

y-

=的圆心为

0,

,抛物线x2=2py的焦点坐標为

0,

,直线3x-4y+2p=0与y轴的交点为

0,

,可见三点为同一点,即点F. 过点A,D分别作抛物线准线y=-的垂线AM,DN,由抛物线的定义得AF=AM,DF=DN,所以=====,这样接下来求解就水到渠成了.

本题的求解过程围绕“坐标法”展开,先用通法进行分析,找到合适的出发点,通过一步步分析找到最优解决方案. 考试时若遇到计算过程较复杂的题目,可以尝试换个思路,重新审视已知,如本题中的解法3就是因解法1和解法2运算复杂而换取的思路. 要知道,高考题量大,若计算消耗太多的时间势必会影响整体成绩. 因此,在解题时一定要认真审题,充分挖掘已知进而顺利求解.

[⇩] 掌握基本规律

数学是一门规律性较强的学科,这也是数学的魅力所在,掌握数学的基本规律不仅能给解题带来便利,而且有利于提升学习兴趣. 例如,对二次函数图像的开口方向、对称轴、最值等基本规律学生了如指掌,那么在三次函数f(x)=ax3+bx2+cx+d(a≠0)中又能发现什么规律呢?解题时往往需要从这些一般化的规律入手,逐渐推广,进而借助于“双基”逐层推进,最终成功解决问题.

例3 已知a,b是实数,函数f(x)=x3+ax,g(x)=x2+bx,f′(x)和g′(x)是f(x),g(x)的导函数,若f′(x)g′(x)≥0在区间I上恒成立,则称f(x)和g(x)在区间I上单调性一致.

(1)设a>0,若函数f(x)和g(x)在区间[-1,+∞)上单调性一致,求实数b的取值范围;

(2)设a<0,且a≠b,若以a,b为端点的开区间在函数f(x)和g(x)上单调性一致,求a-b的最大值.

本题是一道立意新颖的新定义题目,学生需要自学掌握定义的内涵和外延,通过挖掘隐含的规律而找到解题的突破口. 解决此类问题需要学生较强的分析能力,要学会抓住问题的本质特征,进而利用已有经验解决问题.

第(1)问较简单,其主要根据新定义研究动态函数单调性的问题,求解得b≥2,这里就不再详细阐述了. 第(2)问中因含a,b两个参数,其参数的大小关系未指定,因此在求解时需要分类进行讨论,本题较难.

第(2)问求解时一般有以下两种解题思路:

思路1:应用含参不等式的思路进行求解,将条件转化为以a,b为端点的开区间不等式f′(x)g′(x)≥0恒成立.

思路2:将条件转化为以a,b为端点的开区间不等式组f′(x)≥0,

g′(x)≥0或f′(x)≤0,

g′(x)≤0恒成立.

因为a,b的大小不定,因此无论应用上面哪种解题思路都需要对参数大小进行分类讨论,即分成a>b和b>a. 不仅如此,若继续思考会发现接下来依然需要进行分类讨论,如对于思路1,光讨论b>a还不够,还要继续分类,即分成b>0和b≤0进行讨论;当b≤0时,还要分成0≤-≤和->进行讨论;当b<a时,要成分0≤-≤和 ->进行讨论. 虽然问题越来越清晰,但分层较多,大大增加了出错的概率,那么思路2是否可以有效避免较多的分类呢?

由已知可得f′(x)g′(x)=(3x2+a)·(2x+b)=6x3+3bx2+2ax+ab是关于x的三次函数. 记h(x)=f′(x)g′(x),则h′(x)=18x2+6bx+2a. 因为a<0,则h′(x)=0有两个异号的实根x,x,不妨设x<0,x>0,得0∈(a,b).

又f′(0)g′(0)=ab<0,所以函数f(x),g(x)在区间(a,b)上不是单调性一致的,因此b≤0. 所以,以a,b为端点的开区间应该在x的左侧.

因为以a,b为端点的开区间在x的左侧,所以在这个开区间内,以a,b为端点的开区间上h(x)图像的开口方向是向下的,这样h(a)≥0且h(b)≥0就等价于h(x)≥0在以a,b为端点的开区间上恒成立. 由h(a)≥0且h(b)≥0结合a<0,b≤0,解得-≤a<0,-≤b≤0,所以a-b≤. 当a=,b=0时,f′(x)g′(x)=6x

x2-

,从而当x∈

-,0

时,f′(x)·g′(x)>0,故函数f(x),g(x)在区间

-,0

上单调性一致,因此a-b的最大值为.

本题求解时就是從三次函数f(x)的三次项系数入手,当a>0时,函数的图像是先增后减再增的,而a<0时正好相反,利用开口方向来研究闭区间的最值成了解题的关键. 三次函数就是在二次函数的基础上再推广的,因此,在学习时要善于在原有知识的基础上进一步延伸和拓展,注意基本规律的挖掘和拓展,进而发散思维广度,拓宽视野.

总之,要学好数学就要对数学各章节、各分支形成清晰的知识脉络,对学过的知识进行反复推敲、提炼、消化,进而理清问题的来龙去脉,使各知识点融会贯通.

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