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高中数学突破思维定势与知识灵活运用

 当以读书通世事 2023-10-26 发布于甘肃

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      不少同学在学习了一个新的知识点,或者对某些知识点做题训练多了,遇到相关的数学符号题目,就会不自主的套用这种方法。下笔特快,效果特差(典型的思维定势)。拿到一个题时,首先观察分析。这个过程一定不能省略。盲目的生搬硬套,会带来灾难性的后果。我们先来看下面的题:

已知f(x)=(ax^2-8x+b)/(x^2+1),f(x)的值域为[1,9],求a+b
解析:首先,[1,9]这个符号怎么理解?1≤f(x)≤9 。
【思路1】:如果能直接求出f(x)min,或f(x)max对应的x是不是有可能解决。求最值可以对其进行求导f’(x)=0,这里特别要注意的是:因为x^2+1>0,有的同学直接令g(x)=ax^2-8x+b,g’(x)=0对求导,根据a的符号分类讨论,得到的f(x)对应x的极值。错在哪里?g(x)的单调性能不能代表f(x)?答案显然是不能的。
再者,对于f’(x)=0,计算起来是很复杂的。当然理论上可以找出取得f(x)极值时,x与系数的关系。有兴趣的、计算能力强的可以尝试一下。
学了导数后,特别是做了不少难题后,会形成一种定向思维,万物皆可导。反而忘却了为了什么而出发。实际上如果这道题在大家初中的时候做时,解答起来更加得心用手。
【思路2】:【正统解法】 (ax^2+8x+b)/(x^2+1)>=1恒成立,(a-1)x^2+8x+b-1>=0 恒成立。因此 a-1>0 并且Δ等于零 (因为y可以取到1),Δ=64-4(a-1)(b-1)=0 --(1)式。
(ii) (ax^2+8x+b)/(x^2+1)<=9恒成立,(a-9)x^2+8x+b-9<=0恒成立。因此 a-9<0 并且Δ等于零 (因为y可以取到9),Δ=64-4(a-9)(b-9)=0-------------------(2)式。
联立解得a=5 ,b=5
【思路3】:[万能k法] 设f(x)=y,则yx²+y=ax²-8x+b,化简得(a-y)x²-8x+b-y=0,判别式△=64-4(a-y)(b-y)≥0,得y²-(a+b)y+ab-16≤0由已知,这个不等式的解集应该是[1,9],即y对应着[1,9],即y²-(a+b)y+ab-16=0的两个根是1和9,将1和9代入可以解得a=5,b=5。为什么不等式的解集的端点对应着两个根?一定要想明白。

突破思维定势的方法及相关知识点

转化思维:通过将复杂问题转化为简单问题,将抽象问题转化为具体问题,从而突破思维定势。例如,在解决立体几何问题时,可以通过将其转化为平面几何问题来简化难度。
逆向思维:反常规的思维方式,通过从问题的反面或侧面寻找突破口,从而突破思维定势。例如,在解决解析几何问题时,可以通过逆向思维来寻找解题的新思路。
逻辑思维:基于推理的思维方式,通过对问题的深入分析,从而突破思维定势。例如,在解决排列组合问题时,可以通过逻辑思维来推理出正确的答案。
类比思维:通过比较两个或多个事物的相似性来解决问题的思维方式。例如,在解决三角函数问题时,可以通过类比思维来将已知条件和未知条件进行比较,从而找到解题的新思路。
创新思维:打破常规的思维方式,通过提出新的想法和解决方案来帮助大家突破思维定势。例如,在解决函数单调性问题时,可以通过创新思维来提出新的证明方法。
系统思维:将问题看成一个整体的思维方式,通过对问题的整体把握来突破思维定势。例如,在解决解析几何问题时,可以通过系统思维来将问题看成一个整体,从而更好地理解问题的本质。特别是物理分析中,运用的非常多。

灵活运用数学知识的建议

建立知识网络:构建自己的数学知识体系。便能见点成面(拿到一道题不再是看到一个点,而是一个知识面)将所学的数学知识形成一个系统的知识网络,将各个知识点联系起来。这有助于更好地理解数学知识的整体结构,更好地记忆和应用知识。
学会举一反三:即知识点的逻辑串联起来。举一反三,即通过一个知识点的学习,能够推断出其他类似知识点的内容。培养敏锐的观察力和类比思维,通过比较不同知识点之间的相似性和差异性,加深对知识点的理解和记忆。
掌握解题技巧:通过对各类题型的分析和总结,掌握其解题思路和技巧,可以更快地解决类似的问题。同时,也要学会对解题方法进行归类和总结,以便在遇到新问题时能够迅速找到合适的解题方法。
多角度思考问题:尝试从不同的角度进行分析和思考,可以锻炼自己的思维能力和解题能力。例如,本题虽然导数求解麻烦,但也是一种方法。同时,多角度思考问题也可以帮助发现新的解题方法和思路。
培养数学兴趣:通过阅读相关的数学读物可以培养自己的数学兴趣和爱好,从而更深入地理解和应用数学知识。

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