(一)从题目中挖掘所应用的数学公式
x?x3例6 求函数y?的值域。 241?2x?x分析:分子,分母为x的高次幂且上下又无公因式,无法直接进行解答。但是,注意
到分母可以分解为?1?x2?,分子可以分解为x?1?x2?,即
2x?x312x1?x2。联想到三角中万能公式,令x?tg?,则 y????24221?2x?x21?x1?x11?11?y?sin2??cos2??sin4?,所以y???,? 24?44?本题的函数表达式中隐含着数学公式,能挖掘出来这一条件可使问题顺利解决。 (二)从题目中挖掘所应用的几何模型
例7已知锐角?,?,?满足cos2??cos2??cos2??1,求证:tg??tg??tg??32。
分析:直接用三角方法来证颇感棘手,若由条件联想到立体几何中长方体对角线的性质则茅塞顿开。
DABCD1C1A1B1图2证明:构造长,宽,高分别为a,b,c 的长方体ABCD?A1B1C1D1,如图2,使其对角线AC1与棱AB,AD,AA1的夹角分别为?,?,?,显然cos2??cos2??cos2??1,且
b2?c2c2?a2a2?b2b2?c2c2?a2tg??,tg??,tg??,则tg??tg??tg?=++ abcaba2?b22b?cc?aa?b2bacacb2(??)=[(?)?(?)?(?)]?(2?2?2)?32 ?c2abc2abacbc2当且仅当a=b=c时取等号,即?????时结论成立。
此题也体现了数形结合思想,题目的结构特征隐藏着数学模型。利用数形结合这一转化方法把问题的难度降低了,这有利于培养思维的独创性。
五.从联想中挖掘隐含条件
(一)类比联想数量关系,从认知动因与方法中挖掘隐含条件
在数学教学中,既有激活认知动因的策略,还有激活认知内容与方法的策略。前者靠联想,后者靠类比。解题过程既是联想过程,又是类比过程。
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例8 一个等比数列的前n项和是48,前2n项的和是60,则前3n项的和是多少? 挖掘隐含条件的分析:读者根据认知动因的激活策略,联想到等差数列的类似题,必须分清前n项,次n项与后n项是与题设中的前n项,前2n项与前3n项是完全不同的概念,为了挖掘隐含条件,解题经验说明一个等差数列的前n项之和,次n项之和与后n项之和也同样成等差数列,试问此题中等比数列的前n项之和,次n项之和与后n项之和是否也成等比数列呢?这即可以证明,又可以用特殊激活一般的策略,设2,4,8,16,32,64 成等比数列,前2项的和是6,次2项的和是24,后2项的和是96,同样也成等比数列,其公比是4(原公比是2)。再回到本例题,它可以转化成一个等比数列的前n项之和是48,次n项之和是12即(60-48=12),设前3n项的和是S,后n项之和是S-60,求S=?依等比数列的定义有比利式12/48=(S-60)/12,得出S=63。 (二)联想数列方程,从抽象函数中挖掘隐含条件 例9 设f(x)?析式。
解:解这类题一般利用fn?1?x??f(fn(x))来建立数列方程。
fn?1?x??f(fn(x))=xfff?(fx)?)))(共n重f),试求f1986(x)的解,并记fn?x??(((21?xfn?x?1?fn(x)2
于是有
1fn?12(x)?1?1 fn2(x)可见{
1}是等差数列,公差为1, fn2(x)这是一个隐含条件,它把函数方程转化为数列方程,而这是一等差数列方程容易得到解决,此种方法的关键是要掌握好等差数列的知识。
?11??(n?1)?1 22fn(x)f1(x)11?x211?2?2?1 注意到2=
xxf1(x)f2(x) 7
?fn(x)??f1986(x)?x1?nx2x1?1986x2
六.从联系中挖掘隐含条件
(一)联想中审视已知条件,从联系中挖掘隐含条件
当单独、孤立地审视已知条件已经达到“山穷水复疑无路时,联系审视几个已知条件,就可能出现柳岸花明又一村的新境界”,从而挖掘隐含条件。
例10 在锐角三角形中,tgA,tgB,tgC成等差数列,若f(cos2A)=cos(B?C?A),试求函数f(x)的表达式。
1挖掘隐含条件的分析:一方面有第一个已知条件得出tgB?(tgA?tgC),另一方面由诱
2导公式得出tgB??tg(A?C)?tgA?tgC由以上两方面结合得出
tgAtgC?1tg?AtgtgAC?tgC3=.因为?2?tgAtgC?1,推出隐含条件tgA?tgA?t1gCtgC2coBs?(C?tg2A?1?3/tgc??19?tg2C=Acos(??2A)=-cos2A =2??, 22tgA?1?3/tgc??19?tgC21?tgC9?tg2C)?这样,第二个已知条件转化为f( 1?tgC9?tg2C用变量替换法求函数的表达式:
1?tg2C9?(1?x)/(1?x)5x?41?x2令=X ?f(x)???tgC?1?tg2C9?(1?x)/(1?x)4x?51?x本题将几个已知条件一起进行推理,将所得的信息取交集,进而得到新的已知条件。
(二)仔细分析条件,从条件中挖掘隐含条件
11n例11已知a,b?R?,且??1,试证,对于每一个n?N?,?a?b??an?bn?22n?2n?1ab成立。(1998年全国高中数学联赛题)
11证明:由??1可推得:
ab 8
a?b?ab????(1)ab?4?????(2)所以由(1)(2)(3)得:
?a?1???b?1??1?(3)?a?b?n?an?bn=?ab??an?bn??an?1??bn?1??1=
n?a?1??an?1?an?2?an?3???a?1???b?1??bn?1?bn?2?bn?3???b?1??1
=?an?1?an?2?an?3???a?1???bn?1?bn?2?bn?3???b?1??1
??abn?1?abn?22n?1n)?1=22n?2n?1 ???ab?1?1=(2?1?在证明过程中,挖掘出上述的三个隐含条件,巧妙分解出?a?1???b?1??1,使问题迎韧而解。
七.从数形结合中挖掘隐含条件
(一)仔细分析条件,从图形特征上挖掘隐含条件
有些数学问题,其部分条件隐于图形之中,若能抓住图形的特征,利用运动变换的观点,恰当地添设辅助图形,可能就会发现含而未漏的条件,使问题获解。
例12 在平面上有两点A(-1,0),B(1,0),在圆?x?3???y?4??4上取一点P,求使AP2?BP2取最小值时点P的坐标。
分析:本题的一般解法是列出目标函数y?AP2?BP2,然后再求最小值,过程繁且易出错。如图3,并结合三角形的中线性质,便可得所以当OP达到最小值时,AP2?BP2?2OP2?2OB2?2。AP2?BP2也达到最小值。易知点O与圆心(3,4)的连线与圆的交点即为所求点P的坐标。
所以联立以下方程得到:
4?y?x?消元得到下列一元二次方程 3??(x?3)2?(y?4)2?4?AO22y.CPBx图3921215x2?30x?9?0 ?x1?,x2? 由于x2?不符合题意。
5559912所以x?P点的坐标为(,)
555G(二)利用转化思想,从图形中挖掘隐含条件
例13 已知正方形ABCD,边长为4,E,F分别是AB,AD的中
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AFDPENOCB图4点,GC?平面ABCD且GC=2,求B点到平面EFG的距离。 分析:如图4?EF//BD,?BD//平面EFG,所以B点到 平面EFG的距离等于正方形ABCD的中心O到平面EFG
的距离,故可以将B点处的面垂线平移到0点处。这是一隐含条件,由题中给的数据很难解答本题。但观察图形发现上述隐含条件,这种想法是利用平移的思想将空间图形集中到一个平面内。
所以过点O作ON?平面EFG,易知AC与EF的交点P是EF的中点,且EF?平面
PCG,所以NPC=
点一定落在
PG上,直角三角形PCG中,
322AC?32,CG?2,PG?22,?sin?GPC?,在直角三角形ONP中,411ON=POsin?OPN?211211,即B点到平面EFG的距离为。 1111八 、结 束 语
以上几种挖掘隐含条件的方法互相联系,即可以从条件中去挖掘,又可以从结论中去挖掘,还可以从概念与性质中去挖掘,更可以从类比联想中去猜测,从题目的结构特征中去联系,甚至于从数形结合中去观察、推理。同时,挖掘隐含条件的过程既是提高数学解题能力的过程,又是发展智力、进行数学素质教育的过程。一道数学题隐含条件的多少也是衡量数学题难度的标准之一,只要隐含条件挖掘出来了,数学题的激活将马到成功。因此,挖掘隐含条件是解数学题的关键。望广大师生从中得到一点启发,有意识的去挖掘隐含条件,提高数学解题的能力。
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