考场解题的化归与转化

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考点聚焦

钙未参与反应而剩余,即本题之所求。那么只要能够得到溶液增加量与反应碳酸钙之间的质量比,问题即可迎刃而解。而涉及溶液质量的改变量的差量法是初中阶段差量法之中较难理解的,溶液质量的增加量应该为参加反应的CaCO3质量(增加量)与生成气体量(从溶液中逸出即减少量)之差,即每100克CaCO3生成44克CO2,差量为56克,所以有关系式如下:CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2↑+H2O溶液增加量10044562.5g-m0..7g100:(2.5g-m)=56:0.7g得m=1.25g解法三:虚拟假设法。分析若剩余的m质量的CaCO3也参加反应,能生成多少质量CO2。据前两次次实验可得3克固体完全反应,所得溶液质量应增加1.9克,即若第三次实验中碳酸钙完全反应,溶液质量应为103.8g+1.9g=105.7g,其中包括0.5克为CaCl2溶解,而实验中所得溶液实际为105克,相差0.7克,即质量为m的碳酸钙与稀盐酸反应能使溶液质量增加0.7g。故CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2↑+H2O溶液增加量1004456m0.7g100:44=m:(m-0.7)g解得:m=1.25g点评:表格题计算要求学生在众多的数据中比较同组数据或不同组数据的异同点,弄清反应前后各物质的变化,再结合化学反应原理,综合考查学生分析计算能力。(作者单位:浙江省宁波市江北外国语学校

)考场解题的化归与转化■王金忠摘要:本文选择了5种不同的转化技巧来诠释转化与化归思想在高三复习中的应用。关键词:解题策略;退中求进;登高博见我国著名数学家华罗庚曾经说过:“复杂的问题要善于退,足够地退,退到最原始而不失重要性的地方,是学好数学的一个诀窍。”数学解题更是如此,退实际上反映了数学解题的一个基本策略就是转化。一、数和形之间的转化数形结合思想在函数学习时有重要的作用,通过以形辅数,可将抽象的函数问题变得简洁明了、形象直观。例1.设函数f()x=x2+x+a()a∈R+,若存在某个实数m使f()m<0,则f()m+1的值()A.大于0B.小于0C.等于0D.以上都有可能分析:f()x的图像是开口向上的抛物线如右图,其对称轴为x=-12,且f()0=a>0。根据对称性,应有f()-1=f()0>0.已知f()m<0,必-10。当x∈éëêöø÷-12,+∞时,f()x为增函数,故f()m+1>f()0>0,故选A。评注:本题如果不通过数形结合,将有两个变量需要分析,问题变得复杂不好判断。但作出图像,结合对称性转化问题,获得m+1>0,则可直观鲜明地得到答案。二、函数与数列的转化例2.(2020届皖豫)已知f(x+y)=f(x)·f(y)对任意的实数x,y都成立,且f(1)=3,则f(1)f(0)+f(2)f(1)+f(3)f(2)+⋯+f(2020)f(2019)=----------分析:本题是一道求2020项的比值之和。项数比较多,就想到转化为数列求和。我们首先观察比值有什么规律,再看函数对应法则怎样转化为数列的递推公式。为此我们去向条件要答案。解:在f(x+y)=f(x)·f(y)中,命x=k,y=1,那么:f(k+1)=f(k)·f(1),又f(1)=3,∴f(k+1)f(k)=f(1)=3①又由f(1)=f(1+0)=f(1)·f(0),知f(0)=1,故知数列f(0),f(1),f(2),……是首项为1,公比为3的等比数列。在①中依次令k=0,1,2,……,2019,得:f(1)f(0)+f(2)f(1)+f(3)f(2)+⋯+f(2020)f(2019)=3×2020=6060。评注:(1)本题的转换手段是抓住f(k)是等比数列这个关键所在,从而化繁为简。(2)本题也可以将问题转化为构造一个数学模型,指数函数的性质就符合这个抽象函数的条件,结合f(1)=3,构造特殊函数f(x)=3x,也可快速得到答案。xyO-1-12113考点聚焦三、三角函数与函数的转化例3.(2018年全国1卷16题)已知函数f(x)=2sinx+sin2x,则f(x)的最小值是______分析:本题是以三角函数为载体的最值问题,它既可以利用函数与导数求解,也可以利用经典不等式变换求解,也可以利用“数形结合”转换视角。由于f(-x)=-f(x),则f(x)max=-f(x)minf(x)的周期T=2π,且f(x)=2sinx(1+cosx)可得f(x)的最大值必在sinx≥0,cosx≥0时取得,我们只需看x∈[0,π2]时,f(x)的最大值即可。以下各解法均基于此设定。思路一:借助导数工具求解解法一:由已知得f′(x)=2cosx+2cos2x=2(cosx+1)(2cosx-1)当x∈(0,π3)时,f′(x)>0;当x∈(π3,π2)时,f′(x)<0。f(x)在(0,π3)上单调递增,在(π3,π2)上单调递减。f(x)max=f(π3)=332,f(x)min=-f(x)max=-332思路二:利用倍角公式,转化为x2的一个有理函数问题∵f(x)=2sinx(1+cosx)=8sinx2⋅cos3x2∴f2(x)=64sin2x2cos6x2,x∈[0,π2]设t=cos2x2∈[12,1],则y=64(1-t)t3,从而y′=64t2(3-4t)当t∈(12,34)时,y′>0,当t∈(34,1)时,y′<0,∴当t=34即x=π3时,f(x)max=332,f(x)min=-f(x)max=-332评注:要实现转化,就需要有恰当的转化手段。这里用二倍角公式再两边平方,就转换为高次函数求最值问题。四、主元与辅元之间的转化例4.对于a∈[-1,1],求使不等式()13x2+ax-1<()132x+a恒成立的x的取值范围。分析:本题首先将指数不等式转化为整式不等式,难度不大。关键是在整式不等式转化函数中,把谁看作主元谁看作参数。解:y=()13x为R上的减函数,∴由原不等式得:x2+ax-1>2x+a即a(x-1)+x2-2x-1>0,当a∈[-1,1]时恒成立.令f(a)=a(x-1)+x2-2x-1.只需ìíîf(-1)>0f(1)>0⇒{x2-3x>0x2-x-2>0⇒ìíîx<0或x>3x<-1或x>2⇒x∈(-∞,-1)⋃(3,+∞)即为所求。评注:本题的解法是“反客为主”,实行主元与参数的转化,解法令人耳目一新。五、解析几何与函数的转化例5.(2020届“江南十校”16题)已知抛物线C:y2=4x,点P为抛物线C上一动点,过点P作圆M:(x-3)2+y2=4的切线,切点分别为A,B,则线段AB长度的取值范围为()分析:本题是以解析几何为载体的最值问题,它既可以利用直线与圆相交求出AB长度,也可以利用等面积法求出AB长度。转化为函数求解。解:设P的坐标,利用切点弦公式,求直线AB方程。再利用直线AB与圆相交求AB的长度。解:设P(x0,y0),A(x1,y1),B(x2,y2)AP直线方程为:y-y1=-x1-3y1(x-x1),即(x1-3)(x-3)+y1y=4BP的直线方程为:(x2-3)(x-3)+y2y=4点P代入AP和BP直线方程可得AB方程:(x0-3)(x-3)+y0y=4∵M(3,0),点M到直线AB的距离为d=4(x0-3)2+y02,||AB=24-d2=24-4x02-2x0+9∴||AB的取值范围为【22,4)评注:本题转化手段关键是AB长度是通过直线与圆相交的来求,还是等面积来求。最终转化到求函数的值域。我们要善于将数学问题向有利于解题的方向转化,不仅是一个数学思维过程,也是数学的基本素养。参考文献[1]何卫华,陈碧文.转化的魅力[J].中学教研:数学版,2015(1):3-3.[2]王仁强.数学解题策略[J].山西煤炭管理干部学院学报,2003(01):21-22.[3]朱刚英,戴志祥.数学解题的特殊化策略[J].河北理科教学研究,2008(1):3-3.(作者单位:安徽省南陵中学)114