欲善其事,先利其器
来源:岁月联盟
时间:2014-10-15
题目中给出图形或图形的简单描述,求解相关问题。这种题型一般不能通过图形观察得到所要的结果,这就需要找到与其配套的代数模型,或放在坐标系中用代数方法来研究,将问题简化、破解。
例1、若AB=2,AC= 2BC,则S△ABC的最大值______。
解题思路:本题若知道C点的轨迹是圆,就可以直接通过图形观察什么位置的三角形面积最大。还可以通过以AB所在的直线为x轴,其中垂线为y轴,建立直角坐标系,则A(-1,0)、B(1,0)。设C(x,y),由AC= 2BC可得(x-3)2+y2=8,方程出来后就很容易得到C在以(3,0)为圆心、2 2为半径的圆上运动。S△ABC= ·AB·|yc|=|yc|≤2 2。这就是我们常说的解析法,换而言之就是用代数思想解决几何问题。
例2、(南京09年二模)从等腰直角三角形纸片ABC上,按图示方式剪下两个正方形,其中BC=2,∠A=90°,则这两个正方形的面积之和的最小值为______。
分析:本题设出两正方形的边长为变量x、y,根据BC长可得到关系式x+y=1,再根据基本不等式的变形式子x2+y2≥ 得解。
例3、将边长为1m的正三角形薄片,沿一条平行于底边的直线剪成两块,其中一块是梯形,记S= ,则S的最小值是______。
分析思路:通过图形是不容易得到最值结果的,可从代数角度去思考。设剪成的小正三角形的边长为x,
再利用导数求函数最小值方法。
S′(x)=0,0<x<1,x= 。当x∈(0, ]时,S′(x)<0,递减;当x∈[ ,1)时,S′(x)>0,递增。故当x= 时,求解S的最小值是 。
三、繁即简
利用化归与转化思想,能将复杂问题化归为简单问题,将较难问题化为较易问题,将未解决问题化归为已解决问题,灵活多变,无统一模式。可利用动态思维,去寻找有利于问题解决的变换途径与方法。鼓励学生读题时要告诉自己:复杂的就是简单的,考再难的题,知识点和方法都是自己掌握的。有了这样的心理暗示,一则增加了自信,二则思考问题就会有方向,朝着基本方法和基本知识点、通性通法去思考。
例1、(09年江苏高考第14题):设{an}是公比为q的等比数列,|q|>1,令bn=an+(n=1,2,…),若数列{bn}有连续四项在集合{-53,-23,19,37,82}中,则6q=_____-9______。
解题思路:本题牵涉到两个数列,把握以等比数列为背景这一关键,将各数按照绝对值从小到大的顺序排列,各数减1,结合等比正负相间的特点,化繁为简,再通过观察即可迅速得解。
例2、(江苏2011高考20题):设M为部分正整数组成的集合,数列{an}的首项a1=1,前n项和为Sn,已知对任意整数k属于M,当n>k时,Sn+k+Sn-k=2(Sn+Sk)=2(Sn+Sk)都成立。(1)设M={1},a2=2,求a5的值;(2)设M={3,4},求数列{an}的通项公式。
解题思路:本题为最后一题压轴题,学生看到这道题的第一感觉是复杂,进而惊慌失措。要做到不慌不忙、快速而准确的解题,就要全面地、细致地弄清问题中的各种信息,理出思路,进行破题。
例如:第(1)问中利用k=1,∴n>1,Sn+1+Sn-1=2(Sn+S1),∴Sn+2+Sn=2(Sn+1+S1)。具体到Sn,Sn-1,Sn+1,S1之间的关系,将繁杂进行第一步简化;接着思考Sn,an的关系,作差后有:an+2+an=2an+1,所以,n>1时,{an}成等差,进而得到第二步简化;而a2=2,视Sn=a1+a2+…+an回归到前三项和而进行第三步简化。从而有S2=3,S3=2(S2+S1)-S1=7∴a3=4,∴a5=8。
第(2)问实际是第一问的反复重演。可借助(1)中的解题思路将繁琐的问题进一步简化,从而由题意可得:
n>3,Sn+3+Sn-3=2(Sn+S3),(1);n>4,Sn+4+Sn-4=2(Sn+S4),(2);n>4,Sn+4+Sn-2=2(Sn+1+S3),(3);n>5,Sn+5+Sn-3=2(Sn+1+S4),(4)。
当n≥5时,回归到简单的(1)、(2)、(3)、(4),化繁为简,此题即破。由此可知,只要目标明确,条理清楚,就能成功解题。如:
由(1)(2)得:an+4-an-3=2a4,(5)由(3)(4)得:an+5-an-2=2a4,(6)由(5)(6)得:an+5=an-3+ad2=an+4-2a4+2d2,(9),an+4=an-2+2d1=an+5-2a4+2d1,(10),由(9)(10)得:an+5-an+4=d2-d1,2a4=d1+d2,an-2-an-3=d2-d1;∴{an}(n≥2)成等差,设公差为d。
在(1)(2)中分别取n=4,n=5得:
2a1+6a2+15d=2(2a1+5a2+5d),
即4a2-5d=-2;2a1+8a2+28d=2(2a1+7a2+9d),
即3a2-5d=-1,∴a2=3,d=2,∴an=2n-1。
“工欲善其事,必先利其器。”领悟以上三种很实用的破题方法,灵活运用在解题实践中,就能将复杂问题简单化。将繁琐的题干进行瘦身,化难以琢磨的困惑为条理清晰的思路,从而形成严谨、周密的解题计划。只要利器在手,遇题就能顺风顺水。每一位数学高考状元,谈到切身感受时,讲的较多的一句话是:整个考试过程中,想的比做的多。这启发我们,破题对解题是至关重要的。的确,掌握适合自己实用的破题方法是解题的关键,也是同学们学好数学的有力保证。破题的学问博大精深,只有逐步揣摩、逐步领会,才能把握其精髓。
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