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选择题具有题小面广、解法灵活、评阅客观等特点,因而是一种具有良好信度和效度的题型.数学选择题通常限定为单项选择以确保答案的唯一性,学生可应用排除、递推、分析、验证等非直接方法进行求解,不仅可以提高解题效率,而且对培养学生分析、判断及推理等逻辑思维能力有一定积极意义.
一、选择题的构成
从结构来看,数学选择题主要由两部分组成:题干和选择项.从形式上看,数学选择题可分为:发散性、收敛性和平行性.发散性题目的题干是条件,选择项是可能的结论.收敛性题目的题干是结论,选择项是要得到结论所必须具备的条件.平行型题目由多个条件和多个结论组成,要求找出条件和结论之间的对应联系,以构成正确的命题.
二、解题策略分类
各种参考资料对数学选择题的解法进行详细而繁杂的介绍,本文从选择题的三种形式出发,认为选择题只需划分为以下六种.
发散性题目要求解题者从题干出发,充分解读题干中的信息,调用所学概念、公式及定理,正确解答题目.这类题型包括直接法和特例法两种.
(一)直接法
直接法是从题设出发,运用相关概念、性质及法则,通过推理和运算,直接得出符合题意的结论,再对照选择项选择正确答案.直接法几乎适用于所有的选择题,但对于一些构思新颖的题目,采用直接法未必能够有效地解决.
例1 两圆的半径分别是R和r(R>r),圆心距为d,若关于x的方程x2-2rx+(R-r)2=0有两个相同的实数根,则两圆的位置关系是().
A.一定相切B.一定外切
C.相交D.内切或外切
分析 由方程x2-2rx+(R-r)2=0有两个相同的实数根,可知Δ=0,
即4r2-4(R-r)2=0,解得r=|R-d|.
若r=R-d,则d=R-r,两圆内切;
若r=-(R-d),则d=R+r,两圆外切.
故正确选项为D.
(二)特例法
特例法就是选取满足题设的特殊情况,如特殊的值、点、角度、位置、函数、图形等来代替一般情况,经过计算、判断或推理得出结论.事实上,特殊法的逻辑顺序仍然是从题设开始,要求所找的例子必须满足题设的条件.它所解决的是一类具有一般性结论的命题,因而可以用“例”来代替,另外,为了体现特殊法的优越性,例子必须要易于推理和判断,才能称其为“特”.
例2 定义在区间(-∞,﹢∞)的奇函数f(x)为增函数,偶函数g(x)在区间[0,+∞)的图像与f(x)重合,设a>b>0,给出下列不等式:①f(b)-f(-a)>g(a)-g(-b);②f(b)-f(-a)g(b)-g(-a);④f(a)-f(-b) A.①与④B.②与③
C.①与③D.②与④
分析 令f(a)=x,g(x)=|x|,a=2,b=1,则f(b)-f(-a)=1-(-2)=3,g(a)-g(-b)=2-1=1,可知①式正确;同理,f(a)-f(-b)=2-(-1)=3,g(b)-g(-a)=1-2=-1,可知③式成立,故选C.
收敛性题目的逻辑起点是选择项,解题者通过选择项之间的关系和答案唯一性的特点,避开对题设信息的缺失性把握,仍然可以得出满足题设的结论,从而作出正确选择.这类题型包括逻辑分析法和代入验证法两种.
(三)逻辑分析法
逻辑分析法是通过对四个选项之间的逻辑关系的分析,达到否定谬误项、肯定正确项的方法.尤其适用于一些条件对等,选项相互包含的题目.一些所谓的“巧解”策略,正是用逻辑知识解题的体现.
例3 在△ABC中,sin2A=sin2B,则此三角形是().
A.等腰三角形B.直角三角形
C.等腰或直角三角形D.等腰直角三角形
分析 从备选项看,A,B,D三个选项中概念的外延包含在选项C概念的外延里面.若选项A等腰三角形成立,则选项C等腰或直角三角形也成立;同理选项B成立,则选项C成立;若D成立,则C也成立.因为正确答案有且只有一个,所以正确答案只能是外延最广的选项C.
(四)代入验证法
代入验证法是典型的收敛性题目,通过将选择项分别作为条件,去验证命题真假,确定满足题设的选择项,从而得出正确的结论.一般适用于选择项都是数值的题目.
例4 方程log(x+2)(4x+5)-log4x+5(x2+4x+4)-1=0的解集是().
A.{1}B.{1,-1}
C.1,-94D.1,-1,-94
分析 本题若用常规思路求解需要学生通过换底公式将对数的底数统一,然后用对数的运算法则计算求解.这种思路完整详尽地展现了求解集的全过程,但因选择题对推算过程没有要求,是否可以采用其他更为快速的解法呢?为了避免大量运算和高错误率的出现,可将选项逐一代入验证方程.通过观察,将x=-1,y=-49分别代入方程验证,均不满足方程,故选A.因此,在代入验证中的过程中,一经出现正确备选项,学生就可依据“四选一”的要求大胆作出判断.
平行型题目不是纯粹地从题干推出选择项或从选择项推至题设,而是部分地将题设和选择项结合分析和判断,利用推理、估算、排除等方法,得出正确结果.这类题型包括筛选法和数形结合法两种.
(五)筛选法
筛选法又称排除法.要求先从题设条件出发,运用公式、定理和性质推演,再根据选择项“四选一”的要求,逐步去掉干扰项,从而得出正确结果.当题设条件多于一个时,先根据某些条件去掉选择项中与之矛盾的干扰项,再根据其他条件在剩余的选择项中去掉与之矛盾的项,直至得出正确答案.这种方法适用于定性型或不易直接求解的题目,具体操作就是不断在题设和选项之间推断分析,借助单项选择题的特殊结果求解,从而避免直接求解的困难.
例5 设△ABC的三边a,b,c满足等式acosA+bcosB=ccosC,则此三角形一定是().
A.以a为斜边的直角三角形
B.以b为斜边的直角三角形
C.等边三角形
D.其他三角形
分析 观察题设条件发现,题干是关于a,∠A与b,∠B的对称式,所以选项A、选项B是等效的,即可排除;假设选项C正确,则∠A=∠B=∠C=60°,a=b=c,得2=1不成立,故选D.
(六)数形结合法
根据题设作出所研究问题的曲线或图形,借助几何图形的直观性作出正确选择的方法叫做数形结合法,又称图解法.诚如华罗庚先生所说,“数缺形时少直观、形缺数时难入微”,数形结合方法不仅是解决选择题的有力工具,也是解决其他数学问题的有效策略.但在选择题中使用数形结合的方法也有它自身的优点,学生往往只需作出足以判断选项的草图即可,这样既避免了精确作图的要求,也避免的数的推导和运算.
例6 在圆x2+y2=4上与直线4x+3y-12=0距离最小的点的坐标是().
A.85,65
B.85,-65
C.-85,65
D.-85,-65
分析 根据题设作出符合要求的圆和直线的草图可知,圆到直线距离最小的点在第一象限,比较选项可知,只有选项A符合条件.本题充分利用直观图形和选项的设置,避免了“小题大做”,迅速得出了正确选项.
通过上述分析可知,数学选择题命题灵活,因题而异,因而解法巧妙,各具特色.根据选择题的不同形式,各种解法也是有章可循的,因此在做选择题时,选择了恰当的解法不仅可以获得正确的结果,还能迅速提高解题效率,有时甚至可以避免因对题干信息的缺失性把握而造成的求解困难.当然,这些解法不是固定单一的,它们之间相互补充,共同作用,在求解时,将不同的解法结合在一起,可以使求解过程变得更简捷、准确.
【参考文献】
[1]陈永明名师工作室.数学教学中的逻辑问题.上海科技教育出版社.2009
[2]茹洁霞.怎样速解数学选择题.数学通讯.2003,2(4).
[3]李书杰 郭金梅.高中数学选择题解法例析.教育实践与研究.2000,8.
注:本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文
一、选择题的构成
从结构来看,数学选择题主要由两部分组成:题干和选择项.从形式上看,数学选择题可分为:发散性、收敛性和平行性.发散性题目的题干是条件,选择项是可能的结论.收敛性题目的题干是结论,选择项是要得到结论所必须具备的条件.平行型题目由多个条件和多个结论组成,要求找出条件和结论之间的对应联系,以构成正确的命题.
二、解题策略分类
各种参考资料对数学选择题的解法进行详细而繁杂的介绍,本文从选择题的三种形式出发,认为选择题只需划分为以下六种.
发散性题目要求解题者从题干出发,充分解读题干中的信息,调用所学概念、公式及定理,正确解答题目.这类题型包括直接法和特例法两种.
(一)直接法
直接法是从题设出发,运用相关概念、性质及法则,通过推理和运算,直接得出符合题意的结论,再对照选择项选择正确答案.直接法几乎适用于所有的选择题,但对于一些构思新颖的题目,采用直接法未必能够有效地解决.
例1 两圆的半径分别是R和r(R>r),圆心距为d,若关于x的方程x2-2rx+(R-r)2=0有两个相同的实数根,则两圆的位置关系是().
A.一定相切B.一定外切
C.相交D.内切或外切
分析 由方程x2-2rx+(R-r)2=0有两个相同的实数根,可知Δ=0,
即4r2-4(R-r)2=0,解得r=|R-d|.
若r=R-d,则d=R-r,两圆内切;
若r=-(R-d),则d=R+r,两圆外切.
故正确选项为D.
(二)特例法
特例法就是选取满足题设的特殊情况,如特殊的值、点、角度、位置、函数、图形等来代替一般情况,经过计算、判断或推理得出结论.事实上,特殊法的逻辑顺序仍然是从题设开始,要求所找的例子必须满足题设的条件.它所解决的是一类具有一般性结论的命题,因而可以用“例”来代替,另外,为了体现特殊法的优越性,例子必须要易于推理和判断,才能称其为“特”.
例2 定义在区间(-∞,﹢∞)的奇函数f(x)为增函数,偶函数g(x)在区间[0,+∞)的图像与f(x)重合,设a>b>0,给出下列不等式:①f(b)-f(-a)>g(a)-g(-b);②f(b)-f(-a)
C.①与③D.②与④
分析 令f(a)=x,g(x)=|x|,a=2,b=1,则f(b)-f(-a)=1-(-2)=3,g(a)-g(-b)=2-1=1,可知①式正确;同理,f(a)-f(-b)=2-(-1)=3,g(b)-g(-a)=1-2=-1,可知③式成立,故选C.
收敛性题目的逻辑起点是选择项,解题者通过选择项之间的关系和答案唯一性的特点,避开对题设信息的缺失性把握,仍然可以得出满足题设的结论,从而作出正确选择.这类题型包括逻辑分析法和代入验证法两种.
(三)逻辑分析法
逻辑分析法是通过对四个选项之间的逻辑关系的分析,达到否定谬误项、肯定正确项的方法.尤其适用于一些条件对等,选项相互包含的题目.一些所谓的“巧解”策略,正是用逻辑知识解题的体现.
例3 在△ABC中,sin2A=sin2B,则此三角形是().
A.等腰三角形B.直角三角形
C.等腰或直角三角形D.等腰直角三角形
分析 从备选项看,A,B,D三个选项中概念的外延包含在选项C概念的外延里面.若选项A等腰三角形成立,则选项C等腰或直角三角形也成立;同理选项B成立,则选项C成立;若D成立,则C也成立.因为正确答案有且只有一个,所以正确答案只能是外延最广的选项C.
(四)代入验证法
代入验证法是典型的收敛性题目,通过将选择项分别作为条件,去验证命题真假,确定满足题设的选择项,从而得出正确的结论.一般适用于选择项都是数值的题目.
例4 方程log(x+2)(4x+5)-log4x+5(x2+4x+4)-1=0的解集是().
A.{1}B.{1,-1}
C.1,-94D.1,-1,-94
分析 本题若用常规思路求解需要学生通过换底公式将对数的底数统一,然后用对数的运算法则计算求解.这种思路完整详尽地展现了求解集的全过程,但因选择题对推算过程没有要求,是否可以采用其他更为快速的解法呢?为了避免大量运算和高错误率的出现,可将选项逐一代入验证方程.通过观察,将x=-1,y=-49分别代入方程验证,均不满足方程,故选A.因此,在代入验证中的过程中,一经出现正确备选项,学生就可依据“四选一”的要求大胆作出判断.
平行型题目不是纯粹地从题干推出选择项或从选择项推至题设,而是部分地将题设和选择项结合分析和判断,利用推理、估算、排除等方法,得出正确结果.这类题型包括筛选法和数形结合法两种.
(五)筛选法
筛选法又称排除法.要求先从题设条件出发,运用公式、定理和性质推演,再根据选择项“四选一”的要求,逐步去掉干扰项,从而得出正确结果.当题设条件多于一个时,先根据某些条件去掉选择项中与之矛盾的干扰项,再根据其他条件在剩余的选择项中去掉与之矛盾的项,直至得出正确答案.这种方法适用于定性型或不易直接求解的题目,具体操作就是不断在题设和选项之间推断分析,借助单项选择题的特殊结果求解,从而避免直接求解的困难.
例5 设△ABC的三边a,b,c满足等式acosA+bcosB=ccosC,则此三角形一定是().
A.以a为斜边的直角三角形
B.以b为斜边的直角三角形
C.等边三角形
D.其他三角形
分析 观察题设条件发现,题干是关于a,∠A与b,∠B的对称式,所以选项A、选项B是等效的,即可排除;假设选项C正确,则∠A=∠B=∠C=60°,a=b=c,得2=1不成立,故选D.
(六)数形结合法
根据题设作出所研究问题的曲线或图形,借助几何图形的直观性作出正确选择的方法叫做数形结合法,又称图解法.诚如华罗庚先生所说,“数缺形时少直观、形缺数时难入微”,数形结合方法不仅是解决选择题的有力工具,也是解决其他数学问题的有效策略.但在选择题中使用数形结合的方法也有它自身的优点,学生往往只需作出足以判断选项的草图即可,这样既避免了精确作图的要求,也避免的数的推导和运算.
例6 在圆x2+y2=4上与直线4x+3y-12=0距离最小的点的坐标是().
A.85,65
B.85,-65
C.-85,65
D.-85,-65
分析 根据题设作出符合要求的圆和直线的草图可知,圆到直线距离最小的点在第一象限,比较选项可知,只有选项A符合条件.本题充分利用直观图形和选项的设置,避免了“小题大做”,迅速得出了正确选项.
通过上述分析可知,数学选择题命题灵活,因题而异,因而解法巧妙,各具特色.根据选择题的不同形式,各种解法也是有章可循的,因此在做选择题时,选择了恰当的解法不仅可以获得正确的结果,还能迅速提高解题效率,有时甚至可以避免因对题干信息的缺失性把握而造成的求解困难.当然,这些解法不是固定单一的,它们之间相互补充,共同作用,在求解时,将不同的解法结合在一起,可以使求解过程变得更简捷、准确.
【参考文献】
[1]陈永明名师工作室.数学教学中的逻辑问题.上海科技教育出版社.2009
[2]茹洁霞.怎样速解数学选择题.数学通讯.2003,2(4).
[3]李书杰 郭金梅.高中数学选择题解法例析.教育实践与研究.2000,8.
注:本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文