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在前几期内容中,我们一起探讨了历年数学高考试题在高考复习中的重要地位,并分析了高考数学题的四个基本来源.由此,我们认清了不少数学试题的真面目,明确了选择高考复习资料的方向.
在复习中不断提高解题能力、顺利应对高考是我们的最终目的,所以接下来,我们就要把重点放在解题的几个重要环节上.首先,从审题开始.
审题,就是通过阅读题目,了解已知条件是什么、未知条件是什么, 挖掘题目的隐含条件,审清题目的结构特征,从而找到解题思路,形成解题方案.在整个解题过程中,审题是一个非常重要的环节,它是解题的基础 ,也是解题的开始.
转化晦涩难懂的已知条件
审题的第一步就是读懂题意,理清问题,理解已知条件所表达的含义.这是解决问题的基础.
有些问题的条件表述比较晦涩,下面我们就以一道题为例,看看如何把难懂的转化成易懂的.
例1 [2009年高考数学江西卷(理科)第12题] 设函数f(x)=(a
(A) -2 (B) -4 (C) -8 (D) 不能确定
解析: 在审题时,我们可以把已知条件分成两部分来理解. 一是“函数f(x)的定义域为D”,根据根号的性质可知D是不等式ax2+bx+c≥0 (a
为了便于理解,我们把s和t这两个相互独立的变量分开考虑. 因为s∈D,所以α≤s≤β,即s可以在区间[α,β]上左右移动.又t∈D,所以at2+bt+c≥0.结合二次函数的性质可知g(t)=at2+bt+c (a
-,所以f(t)=∈0,f
-.
如图1所示,“点(s, f(t))构成的区域是一个正方形”意味着该正方形是由两条竖线x=α,x=β及两条横线y=0,y=f
-所围成的.据此,我们不难建立关系式:α-β=f
--0.由韦达定理可得α-β2=(α+β)2-4αβ=,又f
-=,所以=,结合a
点评: 审题时我们把点(s, f(t)) (s,t∈D)的横坐标s和纵坐标 f(t)分开,分别分析它们的取值范围.横坐标的变化范围与纵坐标的变化范围相等,就是“点(s, f(t)) (s,t∈D)构成一个正方形区域”这句话的本质意义.
对于一下子难以理解其含义的条件,我们可以试着将它转化为我们能理解的表达.在转化时,可以观察题中代数式的结构,分析变量的几何意义,判断函数的定义域和种类,甚至作出图形,使条件变得“平易近人”.
抓住关键词句
在审题时,除了了解问题的整体背景、注意各部分之间的联系和区别外,还要抓住关键词句展开思考.许多数学题的条件或者所求目标中都有关键性的词句,抓住它们就等于抓住了问题的本质,找到了解题的方向.
例2 [2009年高考数学北京卷(文科)第14题] 集合A是整数集的一个非空子集,对于k∈A,如果k-1?A,且k+1?A,就称k是A的一个“孤立元”.给定S={1,2,3,4,5,6,7,8},由S的3个元素构成的所有集合中,不含“孤立元”的集合共有 个.
解析: 即使让理科生做这道高考题,错误率也相当高.错误的原因主要有两种:一种是不理解题设中的关键词“孤立元”的意义,不知从何下手.另一种是对关键词“孤立元”的理解有失偏颇.题目要求从S中取出3个元素,这3个元素组成的集合应该是一个不含“孤立元”的集合,不少同学没能完全理解题意,也没有完全理解“孤立元”的意义,直接从S中取出3个他们认为不是孤立元的元素进行组合排列.事实上,孤立元并非是独立存在的,它和集合密切相关,是相对集合而言的.比如元素2在S中不是孤立元,但在集合{2,4,7,8}中就是孤立元.
要正确求解例2,关键在于理解关键词“孤立元”的定义.根据定义,“k是A的一个‘孤立元’”即“k∈A,k-1?A且k+1?A”,那么“k不是集合A的‘孤立元’”就等价于“k-1与k+1之中至少有一个与k同时出现在集合A中”,这样就抓住了“孤立元”的本质,并开启了解题思路.
对含有3个元素且不含孤立元的集合A={a,b,c},不妨设a
正确理解了“孤立元”后,我们还可以将这个问题拓展开去:若所求集合包含的元素为4个,答案是什么呢?设A={a,b,c,d}且a
点评: “孤立元”就是例2中的关键词,对这个词的理解直接影响到对问题的解决.
例3 [2012年高考数学江苏卷第12题] 在平面直角坐标系xOy中,圆C的方程为x2+y2-8x+15=0,若直线y=kx-2上至少存在一点,使得以该点为圆心、1为半径的圆与圆C有公共点,则k的最大值是 .
解析: 例3的关键句是“直线y=kx-2上至少存在一点,使得以该点为圆心、1为半径的圆与圆C有公共点”.理解了这个关键句,就很容易使问题得到转化.
圆C的方程可化为:(x-4)2+y2=1,所以圆C的圆心为(4,0),半径为1.以动直线y=kx-2上一点为圆心、1为半径的圆与圆C有公共点,意味着圆C的圆心到动直线上这个点的距离不大于两个圆的半径之和2.而“至少存在一点”意味着圆C的圆心到动直线上的点的最短距离不大于2,也即圆C的圆心到动直线y=kx-2的距离小于等于2.由点到直线的距离公式可得≤2,解得0≤k≤.即k的最大值是.
点评: “直线y=kx-2上至少存在一点,使得以该点为圆心、1为半径的圆与圆C有公共点” 是例3的关键语句(或称“题眼”),据此我们建立了一个关于k的不等关系式,求出其最大值.
寻找隐含条件
有些题目中的某些条件不明显,需要深入思考才能理解其背后丰富的含义;有些条件虽然存在于题目中,解题者却没能注意到,也没能好好利用,从而导致解题受阻.这些条件就是我们常说的“隐含条件”.隐含条件往往是突破难点、解决问题的关键所在,所以我们在审题时,要注意寻找这些隐含条件.
例4 [2008年高考数学浙江卷(理科)第17题] 若a≥0,b≥0,当x≥0,
y≥0,
x+y≤1时,恒有ax+by≤1,则以a,b为坐标的点P(a,b)所形成的平面区域的面积等于
.
解析: 例4有点“反客为主”的味道.我们平时遇到的线性规划问题大多是以a,b为参变量,所求的目标大多和临界点(x,y)有关.而例4则把x,y看成参变量,要求的是点P(a,b)所形成的平面区域的面积.解题的着眼点在于对条件ax+by≤1的理解.
如图2所示,作出x≥0,
y≥0,
x+y≤1所在区域(即阴影部分),ax+by≤1意味着目标函数z=ax+by在区域x≥0,
y≥0,
x+y≤1内恒小于等于1,即zmax≤1.由于a≥0,b≥0,所以直线z=ax+by的斜率不为正,由图2可知,当直线过(1,0)或(0,1)时,z取得最大值,所以a×1+b×0≤1且a×0+b×1≤1,即a≤1,b≤1.再结合a≥0,b≥0,可知以a,b为坐标的点P(a,b)所形成的平面区域是一个边长为1的正方形,其面积为1.
点评: 例4中的条件ax+by≤1等价于目标函数z=ax+by在区域x≥0,
y≥0,
x+y≤1内的最大值小于等于1.这是一个含义丰富的条件,仅仅理解不等式本身是不能解决问题的.只有对它进行转化,理解它背后真正的含义,才能扫清解题的障碍.
隐含条件经常隐藏于题设的背后,要找出这些隐含条件,需要我们掌握好数学的基本概念、知识以及思想方法,全面地考虑问题.比如对于问题“ABC为锐角三角形,试判断sinA与cosB的大小关系”,解题时我们会用到隐含条件A+B>,即A>-B,从而由正弦函数在锐角范围内的单调性得到sinA>cosB.题目中并没有明确提出A+B>,这个条件是隐藏在“ABC为锐角三角形”中的,因为角C也为锐角,所以必有A+B>.
关注所求目标
审题时,除了从条件出发进行思考,还可以反过来从所求的目标出发,获取有利解题的信息.有些问题所求的目标和我们平时熟悉的定理、推论有一定联系,只要能抓住目标,思维与推理就有了目的性和针对性.
例5 [2011年高考数学重庆卷(理科)第20题第(2)问] 如图3所示,已知椭圆的方程为+=1,设动点P满足:[OP] =[OM] +2[ON] ,其中M,N是椭圆上的点,直线OM与ON的斜率之积为-.问:是否存在两个定点F1,F2,使得PF1+PF2为定值?若存在,求F1,F2的坐标;若不存在,说明理由.
解析:例5所求的目标是:“是否存在两个定点F1,F2,使得PF1+PF2为定值?”如果我们盲目地去寻找这样的定点,就会发现无从下手.但从所求目标反推回去,我们可以发现一点“蛛丝马迹”:如果存在两个定点F1,F2使得PF1+PF2为定值,那么动点P的轨迹就应该是椭圆,所以点P的轨迹方程应该满足+=1的形式.有了这个推断,我们就可以结合点P的坐标所满足的关系求出点P的轨迹方程.
设P(x,y),M(x1,y1),N(x2,y2).直线OM与ON的斜率之积为-,即kOM・kON==-,所以x1x2+2y1y2=0.又由[OP] =[OM] +2[ON] 得(x,y)=(x1,y1)+2(x2,y2)=(x1+2x2,y1+2y2),即x=x1+2x2,y=y1+2y2.
因为M(x1,y1),N(x2,y2)是椭圆+=1上的点,所以+=1 (①),+=1 (②).对②式变形得4
+
=4 (③).将x1x2+2y1y2=0代入①+③可得+=
+
+(x1x2+2y1y2)=+=+=5.因为P(x,y)的坐标满足x=x1+2x2,y=y1+2y2,所以点P的轨迹为椭圆+=1.
由PF1+PF2为定值可知F1,F2为该椭圆的左、右焦点,由椭圆的定义可得c==,因此存在F1,F2,且F1(-,0),F2(,0).
点评: 解答例5的关键是从所求的目标出发进行思考,这一思考,就给我们提供了解题的方向和思路.
因此,在审题时,如果题设条件不能直接提供解题方向,不妨从目标开始分析.我们首先寻找与目标等价的命题,如在例5中,与“是否存在两个定点F1,F2,使得PF1+PF2为定值”等价的命题应该是“如果存在满足条件的两个定点F1,F2,则点P的轨迹应该是椭圆”,从而可由点P的坐标满足的关系找到解题方法;有时候我们还可以逆推所求目标,以“要使所求目标成立,必须满足什么条件”的形式层层递推,得到明显成立的结论或题设条件,为解题提供思路.由此可见,审题有时候也是审所求目标.