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打造数学语言工匠艺术

2022-11-23冯亮

数学教学通讯·高中版 2022年6期
关键词:语言艺术高考转化

[摘  要] 浙江省的高考数学自主命题即将进入尾声,平面向量作为往年填空压轴题(最后一题)的常客,如何入手是文章研究的重点,也是常考常新的内容.

[关键词] 翻译;转化;高考;语言艺术

数学解题过程其实有时候也是一项“翻译”过程,而解题者就像一个个“翻译官”,“翻译官”自身掌握的专业知识决定了他解题的水平.如同中英文翻译,知识储备丰富的“翻译官”可以保留中华民族博大精深的文字魅力,而专业知识匮乏的“翻译官”,就只能把优美的诗词变成晦涩难懂的符号.平面向量以填空压轴题的身份出现时,往往让“翻译官”感到头痛,如能在代数和几何之间切换自如,那么解题过程将会是一个享受的过程. 如下面的这道平面向量题出自浙江省某名校高考模拟第16题.由于浙江省今年仍是自主命题,意味着这是一道中高难度的考题. 原题如下:

已知平面向量a,b,c,满足a=b=3,c=2,且(a+b)·c=a·b+4,则a-b的取值范围是________.

初步分析条件,显然可以观察到:在平面直角坐标系中,若把向量的起点放在原点,a和b的终点轨迹是以3为半径的圆,c的终点轨迹是以2为半径的圆,但是受到(a+b)·c=a·b+4这个条件的限制,显然这三个向量不在任意位置.于是翻译(a+b)·c=a·b+4这个条件成了解决本题的关键.但是这个条件对于找向量a,b,c之间的关系还不够明朗,既然想到了它们的终点轨迹,在此不妨尝试用向量的坐标进行运算.

方法1显然是把条件中的等量关系“翻译”成了向量的另一种表示——坐标表示,再利用三角函数的运算得出向量模长的取值范围.

不过,当我们做到(6cosθ+6)cosα+6sinθsinα=9cosθ+4这一步时,可能首先想到的是把6cosθcosα+6sinθsinα还原成6cos(θ-α),為了方便计算,在此换成另一种方法.

如果说以上两种方法结合了向量的代数与几何两种运算的话,那么是否能找到更直观的几何关系来表示题中的条件呢?在这样的思考下,第三种“翻译”应运而生.

方法3相较于前面两种方法,达到了前面所讲的比较“高级”的“翻译”效果,省去了较多烦琐的计算. 此题还可以从极化恒等式这个角度进行思考.

以上是以向量为例在高中数学解题过程中对条件进行“翻译”的几种途径,数学领域广泛,每个知识点都有待挖掘的文字艺术,只要我们帮助学生找到了这个密钥,相信一定能打开数学学习的求知大门.

作者简介:冯亮(1982—),本科学历,中学一级教师,从事高中数学教学工作,任浙江省宁波市慈湖中学数学教研组长,曾获2015年度浙江省宁波市教育科研先进个人称号.

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