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数学教学中,教师结合教学内容,通过习题的精选与讲练,可以使学生形成和发展数学应用意识,提高数学思维能力.有意识的加强一题多解,多题一法训练,让学生多角度、多方位、多层次思考问题,开阔学生的视野,优化学生的思维品质,为学生夯实基础,提升能力,激发学生数学学习兴趣构建平台.
[例题]已知a,b,e为实数,满足条件a+b+e等于2,a2+b2+e2等于4,试求实数e的取值范围.
解析一:(方程“△”法) a+b+e等于2 ①a2+b2+e2等于4 ②三个量,两个等式.由减元思想,则可由①得 a等于2-b-e ③,③代入②,整理化简得b2+(e-2)b+e2-2e等于0,∵关于b的一元二次方程有解 ∴-≤e≤2.
也可整理条件得: a+b等于2-eab等于e2-2e
则a、b为方程x2-(2-e)x+(e2-2e)的两根,从而△≥0(下略).
解析二:(不等式法)由条件有a+b等于2-e ①a2+b2等于4-e2 ②
注意到“和a+b”与“平方和 a2+b2”的不等关系:2(a2+b2)≥(a+b)2,则8-2e2≥(2-e)2,3e2-4e-4≤0(下略).
解析三:(三角换元法) a+b等于2-e ①a2+b2等于4-e2 ②
注意到②式的“平方和”结构形式,则可设a等于cosθ,b等于sinθ
由①有cosθ+sinθ等于2-e
sin(θ+)等于2-e,sin(θ+)等于
∵|sin(θ+)|≤1 ∴||≤1
3e2-4e-4≤0(下略).
解析四:(数形结合法)a+b等于2-e ①a2+b2等于4-e2 ②
由①联想到斜率为-1,在纵轴上截距为2-e的直线,由②联想到圆心在原点,半径为的圆.如图所示.
∵直线与圆有公共点
∴ 圆心到直线的距离d≤,即≤,化简得 3e2-4e-4≤0(下略).
解析五:(构造方差法)a+b等于2-e ①a2+b2等于4-e2 ②
由①“a,b的和”的结构,易表达a,b的平均数
由②“a,b的平方和”的结构,联想到方差
s2等于[(a-)2+〔b-〕2]
等于[a2+b2-(2-e)(a+b)+2()2]
等于[4-e2-(2-e)2+]等于[4-e2-]≥0
化简得3e2-4e-4≤0(下略).
解析六:(构造函数法)a+b等于2-e ①a2+b2等于4-e2 ②
注意条件①②,联想到函数f(x)等于(x+a)2+(x+b)2的系数特征,则可令f(x)等于(x+a)2+(x+b)2.
f(x)等于(x+a)2+(x+b)2等于2x2+2(a+b)x+a2+b2
等于2x2+2(2-e)x+4-e2
∵f(x)≥0 ∴△≤0 即4(2-e)2-4×2(4-e2)≤0
化简得3e2-4e-4≤0(下略).
解析七:(构造等差数列法)a+b等于2-e ①a2+b2等于4-e2 ②
由①知a,1-,b成等差数列
可设a等于(1-)-d,b等于(1-)+d,其中d为公差
代入②:[(1-)-d]2+[(1-)+d]2等于4-e2
整理得3e2-4e-4等于4d2≤0(下略).
解析八:(构造向量法)a+b等于2-e ①a2+b2等于4-e2 ②
注意条件①②,联想到向量的坐标和向量的模
可设等于(a,b),(1,1)则·等于a+b等于2-e
||等于,||等于
∵|·|≤||·|| ∴|2-e|≤·
化简得3e2-4e-4≤0(下略).
解析九:(参数法)a+b等于2-e ①a2+b2等于4-e2 ②
由①联想到直线过点(2,-e),斜率为-1,且倾斜角为
则可设a等于2-t b等于-e+t
代入②整理得t2-(2+e)t+2e2等于0
∵关于t的一元二次方程有解
∴△≥0 即2(2+e)2-8e2≥0
化简得3e2-4e-4≤0(下略).
可见,上述多种解法,不仅使学生掌握常用方法,而且帮助学生复习了有关知识.在这些解法中,汇聚了大量信息,知识覆盖面广,既收到“精讲一题,带动一片”的效果,又活跃了学生思维,提高了学生的能力.这正符合新课标基本理念.