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“设而不求” 在数学命题中的应用思考

 123xyz123 2021-08-15

文/谭海云(许兴华数学/选编)

(云南红河州第一中学 谭海云)

1.问题提出

设而不求,顾名思义,就是根据题意巧妙设立未知数,来沟通“未知”和“已知”之间的关系,从而帮助我们解决问题,我们关注的不是未知数本身的值,而是关注未知数之间或者与问题的联系。从最近几年高考,“设而不求”的思想从原来在圆锥曲线中的应用逐步向“导函数”等问题“蔓延”,命题者设计之巧妙真是令人拍案叫绝,回味无穷。那么在试题命制中,该怎样利用“设而不求”的思想方法巧妙设计试题呢?笔者以几个试题的命制,打磨过程谈谈“设而不求”在试题命制中的几点思考,不妥之处,还望批评指正。

2.“设而不求”的构造

2.1函数性质中的“设而不求”

“设而不求” 在数学命题中的应用思考

但是考虑其有界性,在几何画板中作出图像(图一),发现其根本没有最值,究其原因,是函数后半部分中的无界性造成的,所以对该函数进行如下修正:

“设而不求” 在数学命题中的应用思考

本小题考虑到函数定义域、有界性、三角函数诱导公式、奇偶性、分离常数的思想以及具有奇偶性的函数最值的关系,意图培养学生主动研究函数性质的意识,培养学生学会学习的核心素养——主要是学生在学习意识形成、信息提取意识、解决问题的策略方法的选择等方面的综合表现,最终结果M+m=4.

本小题在设计过程中,一直都要考虑到函数最值的不可求和存在性,则从侧面提醒学生研究函数的性质解决问题,“设而不求”的思想一直贯穿命题始终。

2.2圆锥曲线中的“设而不求”

“设而不求” 在数学命题中的应用思考

“设而不求”的思想在圆锥曲线中的考查较为广泛,也是解决圆锥曲线定值、最值问题的重要思想方法。设计可以根据命题教师的思维模式、考查题型、考查程度等完美结合起来,可以很好的考查学生数形结合、函数与方程、分类讨论、化归等思想方法,培养学生解决问题路径优化选择。

本小题以设计考查学生猜想、论证的思维方式。通过对题目的分析,学生较为容易的可以猜想出,如图二,A、B关于过C点的直径对称时,AB分别取得最大值和最小值,

“设而不求” 在数学命题中的应用思考

本小题也可以用参数方程来解决,笔者就不赘述了。

解决圆锥曲线问题有关问题的方法很多,比如说数形结合、整体思想、函数与方程、分类讨论等等,由于方法较多,很多学生在遇到类似问题时,不能合理的优化解法,甚至出现“凌乱”、“串帮”等情况,设而不求就是其中一种情况。“设而不求”的思想在圆锥曲线内的应用,大多体现为联立直线与曲线的方程,消去x或者y,从而由韦达定理建立问题与条件之间的联系。这种思路几乎成为高中学生的定式思维,也有老师称之为“解题套路”或者“解题模板”,长时间以来,学生只关注其过程,不了解其中的联系,为什么要联立,怎样建立问题与条件之间的联系,使得学生为了求得分数“不择手段”,这并不是国家教育的期望。

本题巧妙利用直角三角形中斜边等于其中线的2倍,即AB=2CM,构造AB和M之间的关系,达到“消元”的目的,体现“变与不变”的数学美,这也是处理多元函数的一般思路,还可以很好的考查学生的创新思维。

2.3隐零点中的“设而不求”

近年来,“设而不求”的思路在逐步“蔓延”至导函数有关的很多问题,比如最值问题、极值偏移问题、隐零点问题等等,笔者下面谈谈自己命制一道隐零点问题的过程:

笔者在某次命题工作中,想要命制一道导函数的解答题作为“把关题”,笔者就是想将“设而不求”的思想方法贯穿其中,考虑到一次函数、反比例函数、二次函数是沟通指数函数和对数函数组合超越函数的重要工具,其表现为求导、同求对数、同求指数、泰勒展式等等。

“设而不求” 在数学命题中的应用思考
“设而不求” 在数学命题中的应用思考

高等数学与初等数学并不是对立的,是源远流长流传的,比如:洛必达法则、泰勒展式、几类中值定理等等,在很多年高考题中都有所涉及,有些专家对此持怀疑态度,笔者认为未尝不可,知识的学习是循序渐进的,高中数学并不是数学学习的尽头,不能让学生到大学时感到突然感觉到知识“断层”。所以,在命题的时候可以以很多大学的知识为背景。

3.总结

考试是现阶段乃至较长时期内难以改变的一种教学评价手段之一,试题质量一直深受很多一线教师和专家关心,命制试题的方向会影响教师教学的方向、手段等等。要达到考查学生能力,可在试题本身的命制、打磨方面多下功夫。在试题命制时不能盲目进行,必须有所依据,试题要做到不失本源性,符合课标要求的同时,试题要能体现基础性,还要能体现学生的“创新性”思维,“设而不求”的思想在“创新性”思维的培养中地位不可替代。“逆向思维”是命题过程中常用思维,首先明确要考查的内容和方法,然后思考要体现学生何种“核心素养”,再去“构造”问题的过程。

【参考文献】

[1] 如何使数学课堂教学中的拓展恰到好处[J].中学数学教学参考,2018-4:10-12.谭海云.

[2] 罗增儒.评课的视角,课列的切磋(课列:余弦定理)教学的互动点评[J].中学数学教学参考:2014-1-2:16.

[3] 赵晓梅,潘继祥.导数隐零点问题的破解策略[J].数理化学习:2016-7:24.

[4] 张同语.函数极值点偏移的一个解题策略[J].中学生理科应试:2015-5:13.

[5] 马丽萍.导数中求参数范围的几种方法[J]. 数学学习与研究:2013,(23):99-100.

[6] 谭海云.“逆向思维”的培养之“函数值域的逆应用”[J].许兴华数学:2018-4-17.

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