数学学习中的学法指导

余年寄山水
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2020年08月16日 06:01
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数学学习中的学法指导

【内容综述】
本讲就数学学 法中常用的几个策略作了介绍,第一就是要不断掌握有用的先进武器——数学公式、定理;第二,
要加强 对数学概念的学习理解,在一些利用概念分析,可能减少计算一的试题中,应尽量减少计长算量,提高解题
效率;第三,提供了一个面对较难试题的思维策略:反客为主,欲擒故纵……第四,其它

【要点讲解】
§1. 武器精,巧解题
若能不断掌握一些有用的课外公式 ,无论是解高考试题,还是解数竞试题都是有用的,尤其是高考现今强调创新,
出活题考能力;而高中数 竞一试又往高考靠,并且数竞从来就是在出活题考能力(当然它要求的知识面更广,基础
更坚深),二者 关系极为密切,这一节,我们介绍两个课外的有用公式实理,供大家参考。
1.等差数列中,

证明

例1.设等差数列满足且S
n
为其前n项之和,求Sn中最大者。 (1995高中全国数竞赛题)
分析:若等差数列中,满足

则S
n
最大。或当S
n
=S
m
时,取最大值
解:
由题设: 得

故由等差数列前n项和是二次函数,可见是最大和
说明 本题若用常规解法,就需由题设,求得再去解

求得n=20.计算量较大。
例2.等差数列,的前n项和分别为Sn与T
n
,若
(1995年全国高考试题)
分析 本题若按解答题做,推理、论证计算相当繁杂,但若利用公式①就非常简单



例3.设等差数列的前n 项和为S
n
,已知 , 求公差d的取值范围.
解:



又∵



2.三面角余弦公式
在如图三面角O—ABC中。设面角∠AOB=Q,
∠AOC=Q
1
,∠BOC=Q
2
, 二面角A—OC—B
大小为,则有公式
,②

称为三面角余弦公式或三射线定理。当时,就是 主几课本中复习题的公式。它的证明可在如图的基础上,作CA、CB
分别垂直OC、于C、连AB,分 别在△AOB、△AOC、△BOC得用三角函数可分别将AB、BC、AC用Q、Q
1
、Q< br>2
及OC的关
系表出,最后再在△ABC中利用余弦定理求得公式②


本公式无论在高考试题还是竞赛试题,多有应用。
例4.已知二面角 M—AB—N是直二面角,P是棱上一点,PX、PY分别在平面M、N内,且。求大小?(1964,北京赛< br>题)

解:利用三面角余弦公式




例5.已知四面体S—ABC中,,,设以SC为棱的二面角为,求与、
β
关系。

解:由三面角余弦公式及题设,得

,故有

解之,得


例6.已知正四棱锥P—ABCD的侧面与底面夹角为L,相邻两侧面的夹角为
β
,求证:
(1981 上海竞赛题)
证:设PO是棱锥的高,O是底面ABCD的对角线交点
作OE⊥AD,
则PE⊥AD,
从而∠PEO是侧面与底面所成角;
作BF⊥PC,连DF,易证∠DFB即两侧面间所成二面角的平面角β.
设侧棱长为a,底面边长为b。则侧高为,则由三面角余弦公式有



=
=
=
又由三面角P—BCD知







例7.如图正方形ABCD所在平面与正方形ABEF所在平面成面角,则异面直线AD 与BF所成角的余弦是
_____________。(1996年全国高考试题)

解 ∵AD,BF所成角,即BC与BF所成角,由三面角余弦公式,有




说明:由上面几道在高中竞赛或全国高考试题解答中,显然课外的公式,担供 了极其简捷的解法,若不用这二
公式,尽管问题也能解决,但要繁杂得多


这里我们才给了两个课外的有用公式,在本教程的其它章节,更介绍了许多有用的方法和公式定理,也希望同学们在今后的解题实践中,不断总结,发现更多更好的解题方法,策略和武器,为不好数学,争取得更大成绩 而努
力,

§2 大概念 小计算
要学好数学,一定要重视概念的学习
例8.已知集合
的值。(1987.全国赛题改编)
分析:根据集合元素的互异性,由N知X,Y皆不为0,又由M=N,故知可见,从而xy=1,进而x、y可求
解:由题设知x、y≠且xy=1,∵且M=N,∴解方程组

得x=y=-1,舍去x=y=1(∵与元素互异矛盾)
代入原式=-2+2-2+…-2= -2.
说明:这时重在概念分析,计算量较小。
也可发先就x、y是否为1讨论后得出原式=4002
或;进而去求x、y的值,舍去4002-解,得出-2的正确结论。
例9.过抛物线的焦点F作一直线交抛物线于P、Q两点,若线段PF与FQ的长分别是p、q,求的值
(2000年全国高考)
分析:本题若按解答题作,需对一般情况进行计算,比较 繁杂,而若概念清楚,再结合抛物线道径长,可见令
p=q即可迅速求解。
解 令p=q,则
由抛物线,可见,根据通径长为,应选C。
例10 如图, OA是圆 锥底面中心O到母线的垂线,OA绕轴旋转一周所得曲面将圆锥分成体积相等的两部分。求母
线与轴的夹 角的余弦值

分析 若能洞察旋转体体积求法真谛,本题从题设可转化为以PO原圆锥体积之半,于是可轻松地得出方程

解 设原圆锥母线长为1,则底半径经,(为圆锥顶角之半),高,,设AD⊥PO于D,则于是

由 ,得
解得 ,

应选C
说明:在这一节中,我们主要介绍了解题中减少计算量的一种方法,希望同学们加强概念理 解,尽量通过多思,
找到巧解妙算解决问题的办法。在今后的章节中,我们还会介绍更多的不同于课内知 识的数学概念和方法,希望大
家能够认真学习,掌握各类问题的解法。

§3 反客为主,欲擒故纵
数学习题的解决,往往都不是一帆风顺而是充满艰险的。

例11.若
试求的值
分析 欲求有关的下弦,要先去求有关β的函数关系 β(),然后再消去β从而得出的欲求值,这种策略,不妨称之
为“反客为主,欲擒故纵,”在很我场合 这种策略行之有效。
解 由①得

由②得
.
于是

化简得



∴ (已舍绝对值>1的另根)
例12.已知
求证:
分析 题设中有的三角函数,并有参数a、b、c。但题断中不含的三角函数,可见应设法消去,为此应先求出关
于a、b、c的关系,再设法消去。
证:由已知易得

由①可见

代入②,再化简即得

说明:这一节 ,我们介绍了一种遇到疑难问题时,可能采用的解决问题的思想方法,也即是战争中的正面强改
不下时, 就考虑迂回进攻的战略战术,在数学竞赛试题的解决中,应时刻准备应予这种情况的出现。
例13.当x=-1, x=0, x=1, x=2时,多项式取整数值,求证:对于所有整数X,这个多项式都取整数值。(1988 俄)
证:注意到 (★)
由题设知
d=p(0), a+b+c+d=p(1),
都是整数,故a+b+c也是整数。又
p(-1)=2b-(a+b+c)+d
是整数,故2b也是整数,而
p(2)=6a+2b+2(a+b+c)+d
是整数,可见6a也是整数。又易证是整数,从而由(★)可证各P(x)是整数。
说明 为证P(x)是整数,就需证明a、b、c、d是整数系数,这里借助于构造★式,转证6a、2b,a+ b+c,d为
整数,从而证出p(x)是整数,这也是迂回证法,竞赛数字中采用的方法很多,希望大家 认真,能认真坚持学习。



【同步达纲练习】
1.①试通过已知锥体,台体公式,概括出一般的拟柱体公式

其中分别表示上、下底面积,表示中截面积。
②用上述公式求解
若三棱柱ABC— 中,若E、F分别为AB,AC中点,平面EF将三棱柱分成体积为,的两部分,则:=________.(1 990
年全国高考题)
★★2.设|m|≤2,试求关于x的不等式

恒成立的x取值范围
★★3.关于x的方程

有实根,求实数a的取值范围.




参考答案
【同步达纲练习】
1.①注意利用;
②特殊化原三棱柱为边长为2的正三棱柱,易求得,代入拟柱体公式,得
2.构造函数,求系数x范围。
(Ⅰ)当|x|>1时,


(Ⅱ)当|x|<1时,
(Ⅲ)|x|=1 时, X=1
综上,,原命题成立。
3.解关于a的方程,得
(Ⅰ)当
(Ⅱ)时,

(Ⅲ)又由
可见时 故


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