
[摘要]向量是数学知识能力中较为有区分度的章节,在应试中向量板块因其出色的思维考查能力、灵活的变化深受学生的喜爱。从两个向量典型问题出发,结合中专学生的特点,探讨不同层次学生在处理向量问题时应使用的相应策略,能给向量教学一定的启发。
[关键词]向量;层次;代数化;多解;发散思维
[中图分类号]G712[文献标识码]A[文章编号]2095-3712(2014)23-0017-03[作者简介]叶秋平(1972—),女,福建宁德人,本科,宁德市职业中专学校讲师。
向量是数学地位极其重要的一章,其灵活的变化使得学生对向量的试题往往无从下手。向量试题往往从不同的策略实施下手,代数化策略和图形化策略是最主要的解决策略。笔者发现,成绩较好的学生往往两种策略均能正确掌握,更喜欢图形化策略;对于数学知识能力运用较弱的学生而言,代数化策略是教学的首选,其将向量问题代数化,使得较难的向量问题运用代数的工具进行解决。图形化策略偏重思考、轻运算,代数化策略则恰好反之。
一、多解策略,发散思维
多解策略是解题教学中受教师欢迎的一种策略,该策略注重了学生发散思维的培养,在解决问题的过程中,教师引导学生从不同知识出发,将各种解决手段融合到一起。笔者认为,向量教学中使用这样的方式,既可以围绕向量渗透各种数学基本知识,也能激发学生多思维的策略,对于优等生而言,这是一种极易培养思维发散性、知识整合性的优秀手段。
案例1:如果非零向量a,b满足|a+b|=|b|,则()。
A.|2a|>|2a+b|
B.|2a|<|2a+b|
C.|2b|>|a+2b|
D.|2b|<|a+2b|
策略一:从结论考虑,既然是不等式,本质就是比较大小,此题只要比较|2a|与|2a+b|或者|2b|与|a+2b|的大小,学生自然能想到只要把向量的模平方,作差即可。
解法一:∵|a+b|2=|b|2即a2+2a·b=0,则|2a|2-|2a+b|2=-4a·b-b2无法判断这一结果的正负;|2b|2-|a+2b|2=-a2-4a·b=a2>0,故选C。
策略二:既然是代数运算,向量坐标法必定行得通,得出法二:
解法二:设a=(x,y),b=(m,n),则(x+m)2+(y+n)2=m2+n2,即x2+y2+2mx+2ny=0,则4x2+4y2-(2x+m)2-(2y+n)2=2(x2+y2)-m2-n2无法判断正负,而4m2+4n2-(x+2m)2-(y+2n)2=-4mx-4my-x2-y2=x2+y2显然大于0。故选C。
反思:本题的选择能体现基础与本质的关系,突出了主干,也突出了几何直观。教师先引导学生总结解决此类问题常用的方法:1.坐标法;2.数形结合;3.向量方法的运用。让学生从数学知识整体与方法上全面去认识解题,力求从“一题多解”中学会辨析好与不好的解法,把好方法的选择与解题落实到复习中。以上两种解法从结论出发,执果索因,思路朴实正确;但计算较繁,如果一步出错,满盘皆输。这就对学生的计算能力提出了高要求,做选择题时学生很少能耐着性子算下去。
策略三:对于向量的题目,很多同学还是愿意从向量式的几何意义出发,构建三角形。
解法三:如图:设CB=a,BA=b,则BD=2b
则|2b|=|AD|+|CA|,|CD|=|a+2b|,在三角形中两边之和大于第三边,故选C。
反思:该方法符合学生实际情况,简洁明朗,通俗易懂,将向量问题转化成平面几何问题,计算难度远远小于解法一和二,笔者认为这是本题最好的方法,也是学生最容易想到的方法。
策略四:顺着学生的思路,既然能构建三角形,那么平行四边形中是否也蕴涵着本题的真相。
解法四:通过平行四边形法则及菱形的几何性质得在Rt△ABC中,|2b|=|AC|>|AB|=|a+2b|,故选C。
反思:此法还是采用数形结合的思路,有学生想到了此法,上黑板板演,但由于图形相对复杂,学生最终无法解答,主要靠教师讲解分析,学生才勉强接受。此法也让学生重视图形语言,平时多画一些图,既直观又有逻辑,好的数学题都蕴涵着丰富的图形。教师选中此题,可谓用心良苦。当然,要构建直角三角形也可以通过对已知条件的变型,充分发掘题目涵义,如:|a+b|2=|b|2,则a2+2a·b=0,所以a⊥a+2b。如图所示:显然,|2b|>|a+2b|,此方法体现了数与形的完美结合,值得一提。
策略五:平行四边形是一个重要载体,如果法4的图形有点复杂,巧妙利用一个不等式,很快答案就出来了。
解法五:如图|a+2b|=|a+b+b|≤|a+b|+|b|=|2b|。
反思:该解法太简洁了,充分体现数形结合的思想,拓展了学生思维。但对于绝对值不等式学生很陌生,很难想到此法。
策略六:本题为模拟试题,参考答案给出了怎样的解法呢?学生很有兴趣知道,故又介绍了第六种解法:
解法六:∵a⊥b|a+b|=|a-b|,
又∵|a+b|=|b|,即2|a+b|=2|b|,即|a+2b+a|=|a+2b-a|,∴a+2b⊥a,从而易得C。
反思:对式子的结构进行变形、拼凑,是学生的一个弱点,此法与解法五一样技巧性太强,不能普及。
策略七:当学生在感叹这么多方法时,(教师接着说:)既然上述方法想不到,对于选择题又有什么特殊的解题技巧呢?
解法七:特殊值代入,排除其他选项,如a=(1,0),b=(-2,0),很快排除B、D。
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