高考不平等问题的反思策略_数学论文

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不等式是中学数学的主体内容之一,是进一步学习高考数学的基础知识和重要工具,因而是数学高考命制能力题的主版块,在近年来的高考数学试题中,都占有较大的比重(涉及不等式的试题一般在7 个左右,约占总分的15%),这些试题不仅考查有关不等式的基础知识、基本技能、基本思想方法,而且注重考查逻辑思维能力、运算能力、以及分析问题和解决问题的能力。以不等式的性质、不等式的证明、不等式的解法以及绝对值不等式为重点。在题型上,选择填空题主要考查不等式的性质、解简单不等式、解绝对值不等式、简单转化求参数范围、比较大小等;解答题主要考查含参数不等式的解法、求恒成立不等式的参数范围、证明不等式、最值型综合题以及实际应用题等。试题常常是寓不等式的证明、解不等式、求参数范围于函数、数列、复数、三角、解析几何、立体几何、实际应用等问题之中,有机融合、交互渗透,知识覆盖面广、综合性强、思维力度大、能力要求高,是高考考数学思想、考数学方法、考能力、考素质的主阵地,其中解不等式(求参数范围)以考查等价转化、分类讨论、数形结合等数学思想为主;证明不等式则以考查比较、分析、综合、归纳、放缩、反证、换元、判别式、函数单调性等数学方法为主,以不等式的性质为基础,以基本不等式、绝对值不等式、二次函数等为工具。为使高考复习重点突出、科学高效,我们对不等式的高考复习提出如下策略:

1.深化概念性质 注重内在联系

高考重视基础知识及其内在联系的深层次考查,高考问题的圆满解决,都是建构在深厚扎实的基础知识和基本技能之中的。不等式的概念和性质,是进行不等式的转化、证明不等式和解不等式的基础。命题时常常借助函数、数列等为载体,把不等式的概念、性质、相关知识的内在联系、数学思想方法等寓于其中。

例1 若log[,a]2<log[,b]2<0,则

(A)0<a<b<1

(B)0<b<a<1

(C)a>b>1

(D)b>a>1(1992年高考题)。

分析:由2>1,log[,a]2<log[,b]2<0及对数函数的性质知0 <b<a<1,故正确答案为(B)。

例2 设a>1>b>0,则当常数a、b满足什么关系时,lg(a[x] -b[x])>0的解集为{x│x>1}。

不等式与函数相辅相成、密切相关。本题中的不等式是一个混合型不等式,不能用常规方法求解,充分揭示并利用其解集与函数单调性的内在联系,进行合理转化、顺利实现知识有效迁移,是准确解答本题的关键。

2. 突出等价转化思想 掌握基本数学方法

数学思想与方法是数学的精髓,蕴含于数学知识发生、发展和应用的全过程,而运算的简捷是运算合理性的标志。高考对运算合理性的考查,主要体现在运算过程中概念的灵活应用,公式的恰当选择,数学思想方法的合理使用。求解各种类型不等式的通法是等价转化(同解变形),解含参不等式需要分类讨论,数形结合等;证明不等的基本方法是:比较、分析、综合、归纳、放缩、反证、换元、判别式法、函数单调性法等。

本题注重考察数学思想方法,分析1采取变换,放缩的思维方法, 比较灵活,其理论依据是课本例题:(b+m)/(a+m)>b/a(a、b、m∈R[ +]且a>b),这是分数的基本性质, 在放缩法证明不等式中有着广泛的应用,复习中应予充分重视;分析2是构造的思维方法,利用函数的观点动态研究问题,收到了事半功倍的效果;分析3采用观察、探索、 归纳、证明的思维方法。

3.强化知识交互渗透,提高综合运用能力

高考命题注重知识的整体性和综合性,重视知识的交互渗透,在知识网络的交汇点上设计试题。近年来的考题表明:涉及不等式的试题逐渐向中学数学的各分支扩展。因此,复习中应重视不等式知识与函数、方程、数列、解析几何、立体几何、复数、三角等知识的交互渗透,力求对知识融会贯通、把握其内在联系,切实提高综合运用能力。

例5 设有正整数K,使得△ABC的三边长a、b、c满足a[k]+b[k]=c[k](k>2),试讨论△ABC的类型。

分析:这是一道探索性问题。从条件a[k]+b[k]=c[k](k>2)可知,边c是△ABC的最长边,故只需研究角C的类型。

令f(n)=(a/c)[n]+(b/c)[n],n∈N且n≥2。∵0<a /c<1,0<b/c<1,∴函数f(n)在[2,+∞]上是减函数。∵k>2,∴1=f(k)<f(2)=(a[2]+b[2])/c[2],即a[2]+b[2]>c[2],∴角C为锐角,∵c>a,c>b,∴A、B为锐角,△ABC为锐角三角形。

本题是一道函数、三角、不等式综合应用探索性问题,对题设条件a[k]+b[k]=c[k](k>2)充分挖掘和利用、并熟练掌握相关知识的内在联系、顺利实现知识迁移,是准确快捷解答本题的关键。

例6 已知数列{a[,n]}是首项为2,公比为1/2的等比数列,S[,n]为它的前n项和,是否存在自然数c和k,使得(S[,k+1]-c)/(S[,k]-c)>2成立(2001年上海市春季高考题)。

本题是数列与不等式的综合应用探索性问题,这里充分利用了等价转化与整体思想,使得解题过程简捷明快。

4.会解恒成立问题 重视不等式应用

不等式中的恒成立问题是高考试题中的常见题型,其解法思路是:首先明确在哪个变量的变化过程中某关系恒成立,变量的变化范围是什么;再分离变量与参数;最后求最值、解不等式得参数范围。需要指出的是,数学中求参数的范围若无特别说明,都是求与题设条件等价的参数的范围。按上述思路求得的参数范围,即与题设条件等价。

高考对分析问题解决问题能力的考查,主要是要求考生不仅仅能理解概念、定义、原理,掌握定理、公式,更重要的是能够应用这些知识,通过观察、比较、分析、综合、抽象、概括、熟练运用数学语言、符号、图表、图形等合理有效地进行数学建模,解决数学中和现实生活中的问题。

例7 是否存在实数a,使得当x∈R时,不等式恒成立,若存在,求出a的取值范围;若不存在,说明理由。

分析:本题的意思是:当x在实数集上变化时上述不等式恒成立, 讨论实数a是否存在。设存在实数a,使得当x∈R时,原不等式恒成立,即恒有

本题把解不等式、求参数范围与函数最值,融入恒成立问题之中,考察综合运用知识分析问题、解题问题的能力。通过变量分离、等价转化,把求参数的范围转化为求函数的最小值,进而转化为解无理不等式,思路简洁,过程清晰。

5.注重通性通法 淡化特殊技巧

高考数学的考试宗旨是测试考生掌握中学数学基础知识、基本技能、基本思想和方法的情况,始终注意的是通性通法的考查。因此,要熟练掌握“三基”,淡化特殊技巧,即使在复习的后阶段,进行综合训练时,也要紧密联系基础知识,重视基本技能、基本数学方法的训练,使考生充分领会通性通法在解题中的作用,力求系统掌握知识间的内在联系。

例8 已知a、b、c是实数,函数f(x)=ax[2]+bx+c,g(x)=ax+b,当│x│≤1时,│f(x)│≤1。

(1)证明:│c│≤1;(2)证明:当│x│≤1时,│g(x)│≤2;(3)设a>0,当│x│≤1时,g(x)的最大值为2,求f(x)。

分析:(1)显然有│c│=│f(0)│≤1;(2)当a>0时,g(x)在[-1,1]上是增函数,有g(-1)≤g(x)≤g(1)。∵g(1)=a+b=f(1)-c,g(-1)=-a+b=-f(-1)+c,│f(1)│≤1,│f(-1)│≤1,│c│≤1,∴g(x)≤g(1)=a+b=f(1)-c≤2,g(x)≥g(-1)=-a+b=-f(-1)+c≥-2,即│g(x)│≤2;同理可证当a<0时,│g(x)│≤2。当a=0时,│g(x)│=│b│=│f(1)-c│≤│f(1)│+│c│≤2。综上得│g(x)│≤2。(3)∵a>0,当│x│≤1时,g(x)的最大值为2,而g(x )在[-1,1]上是增函数,∴g(1)=a+b=2。∵-1≤c=f(1)-(a+b)=f(1)-2≤-1,∴c=-1。∵f(x)≥-1=c=f(0),∴-(b/2a)=0,得b=0,a=2,∴f(x)=2x[2]-1。

本题是一道将一次函数、二次函数的有关性质与不等式的证明相综合的典型代数推理证明题,用基本、朴素的材料组合而成,简洁、和谐、优美,解法采用普遍常用的方法,对演绎推理、逻辑思维能力进行了较高层次的考查。

6.要“广积粮”忌“深挖洞”

近年来,高考数学科的命题,强化了“从学科的整体高度考虑问题,在知识网络的交汇点设计试题”,这就要求高考的数学复习,要“广积粮”,注意构建数学知识整体结构系统,忌“深挖洞”、偏离高考数学知识主体。“三基”知识的复习,不能只是简单重复、加强记忆,重要的是要深化认识,从本质上发现数学知识间的内在联系,通过分类、整理、综合、构造,形成一个条理分明的知识结构系统。这样,在解题时,由题目提供的信息的启示,从记忆系统里提取相关的信息来进行组合时,就能很快检索出来,而且还能从多个可以联系的知识点中,选取与题目的信息能构成最佳组合者,促使解题过程的优化。

数学复习,最忌不顾实际水平和能力,眼睛只盯住高考试题的热点和最高水平,眼高手低、大力进行“深挖洞”。数学是一门系统性、严密性很强的学科,每一步的前进都离不开前面的基础,学习的进程受阻,总是由于前面知识缺陷的积累所致。因此,不好高鹜远、不深挖洞,正视自己的现实水平,扎扎实实地从实际水平做起,全面系统地疏理知识,方能取得最佳的复习效果。

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