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高考数学兵法10招(6)调虎离山,命题转换
2015-05-04 | 阅:  转:  |  分享 
  
数学高考10招(6)调虎离山命题转换



在深潭里,龙可以呼风唤雨,推波助澜;在崇山峻岭之中,虎可以“威震群山”,可是:“龙入浅水遭虾戏;虎落平阳被犬欺”,因此,人要与龙虎斗,就应设法使其脱离可以发威的环境.

引伸到数学解题上,常有这种情形,一种题在题设的环境中显得十分难解,这是因为“虎”在群山,我们的办法则是使“虎”落平阳.



(一)空间问题平面化

数学难题也是“虎”,当“虎”在空间时,确实威风八面,让人不敢仰视。这时,何不让这只虎落平阳:将三维问题降到二维,甚至一维,处理起来不就方便多了吗?

【例1】多面体上,位于同一条棱两端的顶点称为相邻的,如图,正方体的一个顶点A在平面内,其余顶点在的同侧,正方体上与顶点A相邻的三个顶点到的距离分别为1,2和4,P是正方体的其余4个顶点中的一个,则P到平面的距离可能是:①3;②4;③5;④6;⑤7.以上结论正确的为

【解析】这个正方体的下底正方形有3个顶点到平面的距离分别是0,1,2,根据对称原则,第4个顶点到平面的距离应为(1+2-0)=3;上底正方形有1个顶点到平面的距离为4,且这个顶点所在侧棱的另一个顶点恰在平面内,故其余3个顶点到平面的距离为:1+4=5;2+4=6;3+4=7.这就是说:点P到平面的距离可能是①3;③5;④6;⑤7.

【点评】本解正是将空间问题向平面问题转换.

【例2】如图,在长方体ABCD—A1B1C1D1中AB=6,AD=4,AA1=3分别过BC,A1D1的两个平行截面将长方体分成三部分,其体积分别记为

,若V1∶V2∶V3=1∶4∶1,则截面A1EFD1的面积为()

A.8B.4C.4D.16

【解答】这三个部分都是直棱柱,它们的高都等于

4(即AD=4),因而它们的体积比等于相应底的比,

即有::S□EBEA:=1:4:1.

即AE·AA1∶BE·AA1∶B1E1·AA1=1∶4∶1.

∴AE∶BE∶B1E1=1∶4∶1.

设AE=B1E1=2x,则BE=4x.∵2x+4x=6,∴x=1.

于是AE=2,已知AA1=3,∴A1E=.S=A1E·EF=4,选C.

【点评】本例先由体积比转化为面积比,再由面积比转化为线段比,而线段(AB)之长为已知,再求目标面积也就是轻而易举的事了.



(二)环境陌生转移法

【例3】某工程队有6项工程需要先后单独完成,其中工程乙必须在工程甲完成后才能进行,工程丙必须在工程乙完成后才能进行,又工程丁必须在工程丙完成后立即进行.那么安排这6项工程的不同排法种数是(用数字作答)

【解析】原题等价于:设有A、B、C、D、E、F共6个人站成一排,其中A、B、C只有一种顺序,而D在C后且与C相邻,有多少种不同的站法?解法:视CD为一人,则5个人的全排列数为,其中A、B、CD的6种排列顺序中,只能按A、B、CD的先后顺序排列,故总排列数为120×.

【点评】咋一见题,题的环境好陌生.沉不住气的考生,就不禁心慌意乱,越发“丈二和尚,摸不着头脑”.可是,你不能考虑转换麽?如本题那样,将题的数学精髓抽出来,放到我们熟悉的环境中去,那么我们再去控“虎”,也就得心应手了.



(三)代数问题几何化

【例4】设x,y,z∈R+,且a=,b=,c=,则在结论

①a+b>c;②a+c>b;③b+c>a中()

A.一定都成立B.一定都不成立

C.至多有一个成立D.有且仅有两个成立

【思考】在“根式运算”这样的崇山峻岭之中,a,b,c

都是一个个张牙舞爪的老虎,想降伏它们又何其难也,可是不

能让他们远离“根式”这座高山么?式子①、②、③说到底不

就是三角形的边角关系么?

【解析】构造如图所示的三棱锥P—ABC,使得PA=x,PB=y,

PC=z,且PA、PB、PC两两夹角均为60°,则由余弦定理:a=,b=,c=,

△ABC中a+b>c,b+c>a,c+a>b,∴选A.

【点评】在惊叹这种解法之奇妙的同时,你可能会问:你怎么这样会想?我怎么想不到呢?答曰:经验来自积累,聪明源于勤奋.如果平时每做一道题,特别是那些经典定理、公式求解的题,你都争取在头脑中留下一定痕迹,这样日积月累,必要时你也同样能够豁然开朗,运用自如.



(四)代数问题三角法

【例5】函数y=的值域是()

A.(0,+∞)B.C.D.(0,)

【思考】一般想法是:平方、移项,孤立根式,再平方,可以化无理式为有理式,可是以后怎么办呢?面对一个不低于四次的含双变量的方程,其难度不敢想像.

“山重水复”,得考虑转换,去寻找“柳暗花明”.

【解】由0≤x≤1.∴设x=sin2θ,θ∈[0,],则1-x=cos2θ,那么y=sinθ+cosθ=sin(θ+).当θ=0或时,ymin=1;当θ=时.ymax=.于是y∈[1,],选B.

【点评】虽是经转换以后的函数简洁明快,可以使人拍案叫绝.但须特别注意:转换后的函数y=sin(x+在内没有单调性,最大值不能在其右端点取得.



(五)整排问题用“隔板”

【例6】方程x1+x2+…+x50=100的正整数解的个数为()

A.B.C.D.

【思考】含有50个未知数的一次方程,企图用直接方法去写出该方程的所有整数解是难以想象的.那样数不清,理还乱.困在多元方程的群山之中是没有出路的,唯一办法是实施命题转换.

【解】设想有100个完全相同的球摆成一排,这100个球之间有99个空档,选49块隔板任意插入可将这些球按序分成50堆,则每种插入方法都得到一组50个正整数,也就相当于得到原方程的一个解.因此,原方程共有个解,选B

【点评】设法构造符合题意的情景模型,使得一个原本难以捉摸的数学难题变得如此易于操作,不能不惊叹“转换”手段的巨大威力.



(六)合理使用“坐标法”

【例9】如图,在棱长为2的正方体ABCD—A1B1C1D1中,O是底面ABCD的中心,E、F分别是CC1,AD中点,那么异面直线OE和FD1所成角的余弦值等于()

A.B.C.D.

【解析】建立如图的空间直角坐标系,

有O(1,1,0),E(0,2,1),F(1,0,0),D1(0,0,2),那么:

=(-1,1,1),=(-1,0,2),

∴·=1+0+2=3,而||=,||=.

∴cosθ=.∴选B.

【点评】在空间几何中,求空间角的大小一直是考试中的重难点,是崇山峻岭,可是一当转移坐标中去,却时常是一马平川.

【小结】“调虎离山”的思想,实质是转换的思想,如上所见:数可以转化为形(例1,例4).抽象可以转化为具体(例5),繁难可以转换为简单(例7,8),代数问题可以转化为三角问题(例6,8,9).空间问题可以转换为平面问题(例2,7).其他转换方式还有:高维转向低维,无限转化为有限……,可以说转换的思想是一切数学运算,变形的根本思想,而转换的共同方向是化繁为简.化难为易,化未知为已知,从而最终达到解题或证题的目的.































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例7题解图(2)





例4图











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