2020高考数学,考前冲刺第一部分专题八,探索性问题(通用)

专题八 探索性问题 近年来,随着社会主义经济建设的迅速发展,要求学校由“应试教育”向“素质教育”转化,培养全面发展的开拓型、创造型人才。在这种要求下,数学教学中开放型问题随之产生。于是,探索性问题成了近几年来高考命题中的热点问题,它既是高等学校选拔高素质人材的需要,也是中学数学教学培养学生具有创造能力、开拓能力的任务所要求的。实际上,学生在学习数学知识时,知识的形成过程也是观察、分析、归纳、类比、猜想、概括、推证的探索过程,其探索方法是学生应该学习和掌握的,是今后数学教育的重要方向。

一般地,对于虽给出了明确条件,但没有明确的结论,或者结论不稳定,需要探索者通过观察、分析、归纳出结论或判断结论的问题(探索结论);
或者虽给出了问题的明确结论,但条件不足或未知,需要解题者寻找充分条件并加以证明的问题(探索条件),称为探索性问题。此外,有些探索性问题也可以改变条件,探讨结论相应发生的变化;
或者改变结论,探讨条件相应发生的变化;
或者给出一些实际中的数据,通过分析、探讨解决问题。

探索性问题一般有以下几种类型猜想归纳型、存在型问题、分类讨论型。

猜想归纳型问题是指在问题没有给出结论时,需要从特殊情况入手,进行猜想后证明其猜想的一般性结论。它的思路是从所给的条件出发,通过观察、试验、不完全归纳、猜想,探讨出结论,然后再利用完全归纳理论和要求对结论进行证明。其主要体现是解答数列中等与n有关数学问题。

存在型问题是指结论不确定的问题,即在数学命题中,结论常以“是否存在”的形式出现,其结果可能存在,需要找出来,可能不存在,则需要说明理由。解答这一类问题时,我们可以先假设结论不存在,若推论无矛盾,则结论确定存在;
若推证出矛盾,则结论不存在。代数、三角、几何中,都可以出现此种探讨“是否存在”类型的问题。

分类讨论型问题是指条件或者结论不确定时,把所有的情况进行分类讨论后,找出满足条件的条件或结论。此种题型常见于含有参数的问题,或者情况多种的问题。

探索性问题,是从高层次上考查学生创造性思维能力的新题型,正确运用数学思想方法是解决这类问题的桥梁和向导,通常需要综合运用归纳与猜想、函数与方程、数形结合、分类讨论、等价转化与非等价转化等数学思想方法才能得到解决,我们在学习中要重视对这一问题的训练,以提高我们的思维能力和开拓能力。

【例1】已知方程kx+y=4,其中k为实数,对于不同范围的k值,分别指出方程所代表图形的类型,并画出曲线简图。

【分析】由圆、椭圆、双曲线等方程的具体形式,结合方程kx+y=4的特点,对参数k分k1、k=1、00可以得到a-a-4=0,即a-a=4 ∴数列{a}为等差数列,其中a=2,公差d=4,即通项公式为a=4n-2。

【例4】已知x0,x≠1,且x= n∈N,比较x与x的大小。

【分析】比较x与x的大小,采用“作差法”,判别差式的符号式,分情况讨论。

【解】x-x=-x= 由x0及数列{x}的定义可知,x0,所以x-x与1-x的符号相同。

假定x0;
假设n=k时1-x0,那么当n=k+1时, 所以,对一切自然数n都有xx。

【注】本题对1-x的符号的探讨,由于其与自然数n有关,考虑使用数学归纳法解决。一般地,探索性问题与自然数n有关时,我们可以用归纳→猜想→证明的方法解出。