巧用隐含条件,成功解题
广东省台山市鹏权中学 (529200)
除开概念题外,几乎所有数学题的求解都是从条件到结论的正确、有效的转化过程。而且要求几个值(结论),就会给出几个条件,即一个条件求一个值(结论),可是有一类题目的条件不直接给出,称之为隐含条件.设置有隐含条件的题目,往往短小精悍,干净利落,难度可大可小。求解这类题的关键是能否快速找到隐含条件。本文探究教师在教学中如何培养学生善于观察和发现的能力,以便巧用隐含条件, 实现成功解题。
一、教学中,注重数学概念的内涵与外延
准确理解和把握数学概念是学好数学的基础,也常受命题者的青睐,命题者往往在此设置隐含条件。
例题1 填空:A3n2n2n3Cn3的值为 .
本题所给条件非常隐蔽,若平时不进行训练,或者没有对隐含条件的挖掘意识,必然造成手忙脚乱,无从下手.原来条件就隐
含在排列数Ammn和组合数Cn的概念
中,nm且n 和m 都是自然数.
解析:由题意得:
03n2n30n2n3解得n 2. n,m所以,原式=A4C055=120+1=121.
例题2 若函数ymx1mx24mx3的定义域为R,则实数m的取值范围是
( ).
A.0m34 B.0m34
C.0m34 D.0m34 本题典型错解:题意等价于xR时,mx24mx3000m34,故选答案A. 解析:错误原因在于忽略了一元二次不等式ax2bxc0中a0的隐含条件,故选答案B. 点评:这两道例题说明了我们应该准确理解概念的外延,找出隐含条件,发现解题思路,提高解题效率.
二、教学中要关注公式定理的“形”, 例题3 (湛江市2013年高中毕业班第一次调研测试第10题)函数
f(x)sinxcosx2的值域是( ).
A.[2,2] B.[112,2]
C.[33,33] D.[3,3] 本题的代数法求解:把
f(x)sinxcosx2变形为
sinxycosx2y再用辅助角公式变形
为
1y2sin(x)2y,再利用
ysinx()的有界性可以求出
y[33,33],故选答案C. y 点评:本题这样求解,不仅运 1 P 算量大,变形复杂,而且还要用到超纲公式——辅助角公式,辅助角M 公式在广东高考考试说明里面是O 1 2 x 没有提及的.如果我们注意
f(x)sinx图 1
cosx2的结构,就可以挖掘出一个简单实用的隐含条件,因为
sinx0cosx,sinx和点表示过点 cosx2也是点P到直线2xy20的距离的平方.因此我们要熟悉公式的结构形式,才能快速发现其隐含条件,找到解题思路,提高解题效率.
三、推敲数学问题条件中各变量的相互制约关系,从中挖掘隐含条件,提高解题准确率
例题5 (2010辽宁文数)已知
2,0的直线的斜率,而点 cosx,sinx又 在单位圆上,问题转化为过单位圆上的一个
cosx,sinx与点M 2,0的直线的动点P 斜率的取值范围了,如图1,易知直线PM与单位圆相切时,直线PM的斜率取得最值,此时OM2,OP1,所以
OMP30o从而直线PM的斜率的取值
范围为[333,3]. 例题4 已知x、y满足以下约束条件
2xy20x2y40 ,则x12y2的最小3xy30值为 .
解析:作出可行域,如图2,则
x12y2表示可行域内的动点M x,y到定点P 1,0的距离的平方,显然该最小值是点P到直线2xy20的距离的平方,因此答案为
95. 点评:本题若不能发现x12y2的结构与两点之间的距离公式的结构相似的话,恐怕难以发现解题思路.本题还可以把x12y2与圆的标准方程
x12y2r2联系起来,因为
x12y2r2表示以定点P 1,0为圆心,线段PM为半径的圆.于是
x12y2表示PM长度的平方,其中
M x,y为可行域内的动点.从而该最小值
1xy4且2xy3,则2x3y的取值范围是 (要求
答案用区间表示).
本题的典型错解是:(2,13),其求解过程大致如下:
1xy4○1 2xy3 ○2
两同向不等式相加得12x7○3 ○2(1)有3yx2○4 ○1+○4有y 42y2即2y1P O x ○5 2xy20○3+○5 图 2(3)
有
22x3y13○6
所以答案是(2,13).
正确解法:○1(12)有
2112(xy)2○7
5515○2有5(xy)○8
222由○7+○8有32x3y8○9 所以答案是(3,8).
点评:两种解法都只用了同向不等式的可加性,构造出2x3y,在解决问题的思路上可谓同出一辙.为什么结果却不同?原
来前一解法中,消去y(或x)时,破坏了x与y的相互制约关系,导致范围扩大.而x与y的相互制约关系就隐含在题目中仅有的两个条件里面.在条件1xy4里,当x取到最值时,y不一定取到最值.反之当y取到最值时,x不一定取到最值,所以我们要洞察题目的隐含信息,准确解题.
例题6 已知x,yR,且满足方程:
(x2)2y21,而x2y2表示点4(x,y)到原点的距离的平方.于是题意为椭(x2)2圆y21上的动点P(x,y)到原
4点距离的平方的范围,画出草图观察可得当P运动到原点时距离最小为0,当P运动到点(4,0)时距离最大为4,于是P(x,y)到原点距离的平方的范围[0,16].
例题8 (2012广东文数)在平面直角坐标系xOy中,直线3x4y50与圆
x2y24相交于A、B两点,则弦AB的
长等于( ).
A. 33 B. 23 C. 3 D. 1
解答:先作出草图,如图3,然后用点到直线的距离求得|OM|1,而 |OB|r2,所以
x24y24x,则x2y2的取值范围[2]
是 .
本题的典型错解是:因为
2x24y24x所以yAy |BM||OB||OM|223,于
O M 12xx于是4Bx是|AB|2|BM|23.
图 3 点评:本题有一条明显的思路是33211xx(x)2[,)44333联立方程组求出A、B两点的坐标,然后用
两点之间的距离公式求弦AB的长.这样做
,又x20,y20,则x2y2的取值范围
看似简单,但由于A、B两点的坐标不特殊,
是[0,). 导致运算量大,易出错.若能挖掘条件背后
点评:以上解法的错误原因在于忽略了的几何意义.就能另辟捷径,提高解题效率.
总之,俗话说:“到什么山上唱什么
x与y的相互制约关系,由x24y24x歌.”解题也是一样,需要识别题目的具体“山”型,然后“该唱哪出就唱哪出”.也就
有y2x24x0,推出0x4,所
是说在解题时,要认真审题,审条件,看由条
以件能得到什么新的条件;审结论,看结论需
要什么样的条件.综合条件和结论审出隐含3321x2y2xx(x)2[0,16]4433条件,发现解题思路,优化解题方法,从而快
. 速、有效、正确解题.
四、挖掘题目条件的几何意义,发现解参考文献:
题思路,另辟解题捷径,提高解题效率
[2]王德昌,隐含条件的七个“隐身之处”,[J],例题7 同上例.
数学通讯,2009,(7、8).
解:x24y24x可以变形为
x2y2