规范解答数学题

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  数学学科在提高人的推理能力、想象力和创造力等方面有着独特的作用,而有条理的规范表达是提升数学能力一道不可或缺的一步. 高考解答题是按步骤给分的,所以在平时的数学学习中,应特别注意解题过程中步骤的严谨和规范,尽量做到表达准确、考虑周密、书写规范、语言科学,写清得分点,清楚地呈现自己的思维过程. 否则,会做的题目若不注意准确表达和规范书写,常常会被“分段扣分”,这是非常不值的.
  数学题的规范解答包括审题规范、表达规范及解题后的反思.
  审题规范 审清条件:明确题中的显性条件,发现隐含条件并加以揭示(比如:在相关位置处做上着重符号);分析目标:把复杂目标转化为简单目标,把抽象目标转化为具体目标,不易把握的目标转化为可把握的目标;确定思路:一个题目的条件与目标之间肯定存在着一系列的联系,这些联系是沟通条件与目标的桥梁,解题的实质就是分析这些联系与哪个数学原理相匹配.
  表达规范 语言(包括文字语言、符号语言、图形语言)叙述是解答数学题的重要环节. 因此,语言叙述必须规范,规范的语言叙述应步骤清楚、正确、完整、详略得当. 言必有理,答必有据. 数学学科本身有一套规范的语言系统,不要随意杜撰数学符号或术语,让人不知所云.
  另外,答案的书写应准确、简洁、全面,既要注意对结果的验证、取舍,又要注意答案的完整,还要严格按题目要求作答.
  解题后的反思 反思解题过程中的得与失,可以更清晰地理解题中所涉及的数学基础知识、基本方法、基本技巧,是提高解题能力非常有效的方法.
  1. 等价转换要规范
  例1 (12分)函数[f(x)]的定义域[D={x|x≠0}],且满足对于任意[x1、x2∈D],有[f(x1⋅x2)=f(x1)+f(x2). ]
  (Ⅰ)求[f(1)]的值;
  (Ⅱ)判断[f(x)]的奇偶性并证明;
  (Ⅲ)如果[f(4)=1],[f(3x+1)+f(2x-6)≤3],且[f(x)]在(0,+∞)上是增函数,求[x]的取值范围.
  规范审题 (1)从[f(1)]联想自变量的值为1,进而想到赋值[x1=x2=1].
  (2)判断[f(x)]的奇偶性,就是研究[f(x)]、[f(-x)]的关系. 从而想到赋值[x1=x, x2=-1.] 即[f(-x)=][f(-1)+f(x)].
  (3)目标就是要出现[f(M)N]的形式求解.
  规范解答
  解 (Ⅰ)令[x1=x2=1],
  有[f(1×1)=f(1)+f(1)],解得[f(1)=0]. [2分]
  (Ⅱ)[f(x)]为偶函数,证明如下: [4分]
  令[x1=x2=-1],
  有[f[(-1)×(-1)]=f(-1)+f(-1)],
  解得[f(-1)=0].
  令[x1=-1,x2=x],有[f(-x)=f(-1)+f(x)],
  [∴f(-x)=f(x)]. ∴[f(x)]为偶函数. [7分]
  (Ⅲ)[f(4×4)=f(4)+f(4)=2],
  [f(16×4)=f(16)+f(4)=3]. [8分]
  [∵]函数[f(x)]的定义域[D={x|x≠0},]
  [∴][(3x+1)≠0, (2x-6)≠0].
  将[f(3x+1)+f(2x-6)≤3]
  变形为[f[(3x+1)(2x-6)]≤f(64)]. (*)
  ∵[f(x)]为偶函数,[∴f(-x)=f(x)=f(|x|)].
  ∴不等式(*)等价于[f[|(3x+1)(2x-6)|]≤f(64)]. [9分]
  又∵[f(x)]在(0,+∞)上是增函数,
  ∴[|(3x+1)(2x-6)|≤64,且(3x+1)(2x-6)≠0].
  解得[-73≤x<-13]或[-13  ∴[x]的取值范围是[{x|-73≤x<-13]或[-13  题后反思 数学解题的过程就是一个转换的过程. 解题质量的高低,取决于每步等价转换的规范程度. 如果每一步等价转换都是正确的、规范的,那么这个解题过程就一定是规范的. 等价转化要做到规范,应注意以下几点:
  (1)要有明确的语言表示. 如“[M]”等价于“[N]”,“[M]”变形为“[N]”.
  (2)要写明转化的条件. 如本例中:∵[f(x)]为偶函数,∴不等式(*)等价于[f[|(3x+1)(2x-6)|]≤f(64)].
  (3)转化的结果要等价. 如本例:由于[f[|(3x+1)][(2x-6)|]≤f(64)⇒|(3x+1)(2x-6)|≤64],且[(3x+1)][(2x-6)]≠0. 若漏掉[(3x+1)(2x-6)]≠0,则这个转化就不等价了.
  2. 分类讨论要规范
  例2 (12分)设函数[f(x)=ax2-2x+2],对于满足[10],求实数[a]的取值范围.
  规范审题 (1)分[a>0、a<0、a=0]三种情况讨论,并使每种情况下在[1,4]上最低点函数值或最小值大于等于零,从而求得[a]的取值范围.
  (2)由[ax2-2x+2>0]分离参数[a>2x-2x2],转化成求[2x-2x2]的最大值问题.
  规范解答
  解 当[a>0]时,[f(x)=a(x-1a)2+2-1a]. [1分]
  ∴[1a≤1f(1)=a-2+2>0]或[1<1a<4f(1a)=2-1a>0]或[1a≥4f(4)=16a-8+2>0],
  ∴[a≥1a>0]或[1412]或[a≤14a>38] [3分]
  ∴[a≥1]或[1212]. [5分]
  当[a<0]时,[f(1)=a-2+2>0f(4)=16a-8+2>0],
  解得[a∈∅]. [8分]
  当[a=0]时,[f(x)=-2x+2,f(1)=0,f(4)=-6],
  ∴不合题意. [10分]
  综上可得,实数[a]的取值范围是[a>12]. [12分]
  题后反思 本题可用分类讨论法求参数[a]的范围,也可用分离参数法求参数范围. 本题的突出问题是,分类讨论的应用不规范:
  (1)考虑不严密:①丢掉对[a=0]的情况的讨论;②当[a>0]时,未对对称轴的位置加以分类讨论,从而导致解答失误,失误原因是对二次项系数或对称轴的各种情况考虑不全面.
  (2)书写格式不规范. 同级别的分类要对齐写,如本题[a>0、a<0、a=0]是同一级别的,一般要对齐写. 讨论完成后,要有综述性的语言概括结论.
  3. 作图、用图要规范
  例3 (12分)已知函数[f(x)=|x2-4x+3|.]
  (Ⅰ)求函数[f(x)]的单调区间,并指出其增减性;
  (Ⅱ)若关于[x]的方程[f(x)-a=x]至少有三个不相等的实数根,求实数[a]的取值范围.
  规范审题 (Ⅰ)化简[f(x)]并作出[f(x)]的图象,由图象确定单调区间.
  (Ⅱ)方程[f(x)-a=x]的根的个数等价于函数[y=f(x)]的图象与直线[y=x-a]的交点的个数,所以可以借助图象进行分析.
  规范解答
  解 [f(x)=(x-2)2-1,x∈(-∞,1]⋃[3,+∞)-(x-2)2+1,x∈(1,3)]
  作出图象如图所示. [2分]
  (Ⅰ)递增区间为[1,2],[3,+∞), 递减区间为 (-∞,1],[2,3]. [4分]
  (Ⅱ)原方程变形为[|x2-4x+3|=x+a],
  设[y=x+a],在同一坐标系下再作出[y=x+a]的图象如图所示.
  则当直线[y=x+a]过点(1,0)时,[a=-1]; [6分]
  当直线[y=x+a]与抛物线[y=-x2+4x-3]相切时,
  由[y=x+ay=-x2+4x-3]得[x2-3x+a+3=0]. [8分]
  由[Δ=9-4(3+a)=0],得[a=-34]. [10分]
  由图象知当[a∈[-1,-34]]时,方程至少有三个不等实根. [12分]
  题后反思 (1)函数图象形象地显示了函数的性质(如单调性、奇偶性、最值等),为研究数量关系问题提供了“形”的直观性,因此常用函数的图象研究函数的性质.
  (2) 许多方程、不等式问题常转化为两函数图象的关系来解.
  (3)方程解的个数常转化为两熟悉的函数图象的交点个数问题来求解.
  (4)本题比较突出的问题,是作图不规范. 由于作图不规范,导致第(2)问的思路出现错误.
  4. 表格的使用要规范
  例4 (14分)已知函数[f(x)=(x2+ax-2a2+3a)ex] [(x∈R)], 其中[a∈R].
  (Ⅰ)当[a=0]时,求曲线[y=f(x)]在点[(1,f(1))]处的切线的斜率;
  (Ⅱ)当[a≠23]时,求函数[f(x)]的单调区间与极值.
  规范审题 (Ⅰ)已知切点[(1,f (1))],求切线斜率,利用导数的几何意义,斜率[k=f ′(1)].
  (Ⅱ)求导数[f(x)]→求[f(x)]=0的根→按零点分段列表→确定单调区间与极值.
  规范解答
  解 (Ⅰ)当[a=0]时,[f(x)=x2ex],
  [f(x)=(x2+2x)ex],故[f ′(1)=3e].
  所以曲线[y=f(x)]在点[(1,f (1))]处的切线的斜率为[3e]. [4分]
  (Ⅱ) [f(x)=[x2+(a+2)x-2a2+4a]ex].
  令[f(x)]=0,解得[x=-2a]或[x=a-2].
  由[a≠23]知,[-2a≠a-]2. [6分]
  以下分两种情况讨论:
  ①若[a>23],则[-2a < a-2].
  当[x]变化时,[f(x)]、[f(x)]的变化情况如下表:
  [[x]&[(-∞,-2a)]&[-2a]&[(-2a,a-2)]&[a-2]&[(a-2,+∞)]&[f(x)]&+&0&-&0&+&[f (x)]&[↗]&极大值&[↘]&极小值&[↗]&]
  所以[f(x)]在[(-∞,-2a)],[(a-2,+∞)]内是增函数,在[(-2a,a-2)]内是减函数. [8分]
  函数[f(x)]在[x=-2a]处取得极大值[f (-2a)],且[f (-2a)=3ae-2a].
  函数[f(x)]在[x=a-2]处取得极小值[f (a-2)],且[f (a-2)=(4-3a)ea-2]. [10分]
  ②若[a<23],则[-2a>a-2].
  当[x]变化时,[f(x)]、[f(x)]的变化情况如下表:
  函数[f(x)]在[x=a-2]处取得极大值[f(a-2)],且[f(a-2)=(4-3a)ea-2].
  函数[f(x)]在[x=-2a]处取得极小值[f(-2a)],且[f(-2a)=3ae-2a]. [14分]
  题后反思 (1)本小题主要考查导数的几何意义、导数的运算、利用导数研究函数的单调性与极值等基础知识,考查运算能力及分类讨论的思想方法.
  (2)错因分析:出错主要是没有对[a]进行分类讨论. 另外弄错了[-2a]与[a-2]之间的大小关系.
  (3)在规范答题方面,不会列表用表,解题过程紊乱、不直观.
  5. 思维要严谨,解答要规范
  例5 (14分)设两向量[e1、e2]满足[|e1|=2],[|e2|=1],[e1、e2]的夹角为60°,若向量[2te1+7e2]与向量[e1+te2]的夹角为钝角,求实数[t]的取值范围.
  规范审题 (1)向量[2te1+7e2]与向量[e1+te2]的夹角为钝角时,[(2te1+7e2)⋅(e1+te2)<0]. 它们之间的关系不是充要的. (2)[(2te1+7e2)⋅(e1+te2)<0]包含了两个向量反向共线的情况,因此要把反向共线时t的范围去掉.
  规范解答
  解 [e12=4,e22=1,e1⋅e2=2×1×cos60°=1,][2分]
  ∴[(2te1+7e2)⋅(e1+te2)=2te12+(2t2+7)e1⋅e2]
  [+7te22=2t2+15t+7]. [4分]
  ∵向量[2te1+7e2]与向量[e1+te2]的夹角为钝角,
  ∴[2t2+15t+7<0]. ∴[-7  假设[2te1+7e2=λ(e1+te2) (λ<0)]⇒[2t=λ7=tλ]
  ⇒[2t2]=7⇒[t=-142],[λ=-14].
  ([t=142],[λ=14]. 舍去) [10分]
  ∴当[t=-142]时,[2te1+7e2]与[e1+te2]的夹角为π,不符合题意. [12分]
  ∴[t]的取值范围是[(-7,-142)]∪[(-142,-12)]. [14分]
  题后反思 (1)若两向量的夹角为钝角,则它们的数量积小于0,但两个向量的数量积小于0,两向量的夹角可能为钝角,也可能为平角. 也就是说,两向量的数量积小于0仅仅是向量夹角为钝角的必要条件,并不充分.
  (2)我们在解决问题时,一般思考的应该是条件与结论之间的充要条件,也就是说,保证在每一步的转化过程中是等价关系.
  (3)本例解答易出现的问题是,仅关注了结论的必要条件,而忽视了其充分性,表现为思维过程不严谨.
  6. 几何证明过程要规范
  例6 (12分)如图所示,[M、N、K]分别是正方体[ABCD-A1B1C1D1]的棱[AB、CD、C1D1]的中点.
  求证:(Ⅰ)[AN]∥平面[A1MK];
  (Ⅱ)平面[A1B1C]⊥平面[A1MK].
  规范审题 (Ⅰ)要证线面平行,需证线线平行.
  (Ⅱ)要证面面垂直,需证线面垂直,需证线线垂直.
  规范解答
  证明 (Ⅰ)如图所示,连接[NK].
  在正方体[ABCD-A1B1C1D1]中,
  ∵四边形[AA1D1D,DD1C1C]都为正方形,
  ∴[AA1]∥[DD1],[AA1=DD1],
  [C1D1∥CD],[C1D1=CD]. [2分]
  ∵[N、K]分别为[CD、C1D1]的中点,
  ∴[DN∥D1K,DN=D1K],
  ∴四边形[DD1KN]为平行四边形. [3分]
  ∴[KN∥DD1,KN=DD1],
  ∴[AA1∥KN,AA1=KN].
  ∴四边形[AA1KN]为平行四边形.
  ∴[AN∥A1K]. [4分]
  ∵[A1K]⊂平面[A1MK], [AN]⊄ 平面[A1MK],
  ∴[AN]∥平面[A1MK]. [6分]
  (Ⅱ)连接[BC1]. 在正方体[ABCD-A1B1C1D1]中,[AB∥C1D1,AB=C1D1].
  ∵[M、K]分别为[AB、C1D1]的中点,
  ∴[BM∥C1K,BM=C1K].
  ∴四边形[BC1KM]为平行四边形.
  ∴[MK∥BC1]. [8分]
  在正方体[ABCD-A1B1C1D1]中,[A1B1]⊥平面[BB1C1C],
  [BC1]⊂平面[BB1C1C], ∴[A1B1]⊥[BC1].
  ∵[MK∥BC1,]∴[A1B1⊥MK].
  ∵四边形[BB1C1C]为正方形,
  ∴[BC1⊥B1C]. [10分]
  ∴[MK⊥B1C].
  ∵[A1B1]⊂平面[A1B1C],[B1C]⊂平面[A1B1C],[A1B1∩B1C=B1],
  ∴[MK]⊥平面[A1B1C].
  ∵[MK]⊂平面[A1MK],
  ∴平面[A1MK]⊥平面[A1B1C]. [12分]
  题后反思 本题考查的是线面平行、面面垂直的证明. 难度不大,但解答时出现的问题较多:
  (1)定理应用不严谨. 如:要证[AN]∥平面[A1MK],必须强调[AN]⊄ 平面[A1MK].
  (2)解题过程不完整,缺少关键步骤,如第(Ⅰ)问中,应先证四边形[ANKA1]为平行四边形. 第(Ⅱ)问中,缺少必要的条件,使思维不严谨,过程不流畅.
  目前同学们普遍存在的问题是学习习惯差,做数学题时一看就会,一做就错;或会而不对,对而不全. 从实际效果看,会而不对,还不如不会. 因为会,你要做;因为不对,你花了时间不得分;与其这样,还不如将时间花在能得分的题上. 出现上述问题,究其原因,就是平时解题不规范所至,审题快而不清,无收集、整理信息等必要步骤,解题过程表达不清,逻辑推理描述紊乱. 题后无反思,做一题丢一题. 可见,规范解答数学题,对于学好数学是多么的重要.
  由于现实中,同学们各科作业量都较大,如果每天每道解答题全都写好,时间肯定不够,但时间再紧,审清题意必不可少. 另外,要确保每天至少写好一道题(最好选你感到最难一道解答题).
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