解题的哲学思考——取势、明道、优术—取势明道优术,则道可道

选自《高观点下全国卷高考数学压轴题解题研究三部曲》

“正心、取势、明道、优术”首先出自于道德经,孙子兵法也记载过,道家、兵家、企业家和教育家等等都把这句话用于各个领域,对于这么深刻的一句话,我们也可以尝试运用于教学,笔者发现,这个的良好运用,能让解题教学发生质的飞跃。
其实我们可以这样思考:有了坐标系之后,我们就把抛物线和直线这些几何图形用代数的方程或函数表示出来,然后从代数的角度去解决,这就是解析法,由此看到解析法的本质在于用代数方法研究几何问题(势:本质),那一种基本思路就是尽可能地把几何中的关系代数化(道:想清楚方法的原因),并且希望得到的代数关系式更加简洁和或更容易处理(优术)。
对于数学来说,我们追求通性通法,但对于特殊问题,往往也有特殊的处理技巧,我们不应该完全排斥技巧,更不是纯粹地追求技巧,而是应该站在势和道的高度来思考,如何让技巧在我们思维的世界里显得朴素且自然。

联立(1)、(2)即可得到,用这种方式去思考解析几何中的问题,很多都很容易突破。利用斜率比用勾股定理运算更小,用对称性,两对角线的中点一样来构建方程显然比用距离相等更优化。

【解析】:(1)略;

(2)【取势】:认知这一个什么问题:零点问题。处理零点问题有那些基本方法:(不分离)研究 f(x) 单调性,作图,常常涉及分类讨论;(全分离)分离参数,(半分离)化成一条直线与曲线的位置关系,通过把参数的变化化为几何中的运动来处理。

【明道】各种方法的优缺点:不分离,对讨论提出了较高要求,如果是恒成立,可以通过特殊值缩小参数的范围来减少讨论;全分离,有时候对函数的处理提出了较高要求,半分离适合选填题。

进一步思考分离参数法:好处在于减少讨论,绝大部分时候,让解题变得更简洁,易错点有二:其一是不等式两边要考虑正负;等式分离参数容易忽略定义域。其困难也有二:一是求导之后,分子看起来可能比较复杂,但是往往求导之后,有可能比较简单或者可以因式分解,求导之后的观察显得尤为重要;二是对极限的考虑,比如

,需要对左右极限的考察,洛比塔法则能帮助学生顺利解决极限的求解问题。不是所有的都可以分离参数,比如问题中既有 a , 还有

这时候就直接求导,求导、因式分解、结合定义域分离正项、对参数讨论。

【优术】具体问题具体分析,灵活选择。就此题而言,全分离,得到函数非常简单,而求导,幂函数和指数函数构成的分式函数,求导较为复杂。所以全分离更简洁,但两种都是基本方法,下面给出两种方法,大家可以比较。

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