一、发现问题 波利亚在《怎样解题》中给出了宏观的解题程序并把它们总结在了“怎样解题表”中,即把解题过程鲜明地分为四步:弄清问题、拟定计划、实现计划、回顾.波利亚的总结很准确而且很实用,被广大教师运用到了日常教学中.但是这样高度精练的宏观方法对中学生来说仍然很抽象. 现在的数学学习中出现了一种很奇怪的现象:有一部分学生上课也认真听讲,认真做笔记,下课也认真复习,但是却考不好.很多老师把这一类学生总结为“不会学”,但笔者认为这部分学生并不是不会学,而是“不会想”.“不会想”是指学生不会思考,这并不是说学生智商不够高,而是没有正确的思考方法.如果我们把一次数学考试看做是打一场硬仗,那么要想赢得胜利我们就要具备两个东西——装备和策略.“装备”指的是基础知识储备,这取决于学生平时的学习态度.“策略”就是思考模式,一个高效的思考模式不仅可以很快找到思路,并且可以顺利地找到解题计划. 学生在解决数学题时,一般的思考模式都是:读题→弄清楚题干给了哪些条件→分析这些条件和问题之间的联系-→拟定出解题计划.笔者把这种思考模式称为正向思考模式,这种思考模式就好像是从起点瞭望终点来分析解题路径.那么本文笔者提出一种逆向思考模式,即从终点回望起点.先从问题入手,通过先假定问题已经被解决来分析到底需要哪些条件.希望读者在读完此文后能有所收获,在日后解决数学问题的过程中,能有目的地一步一步地找到答案. 二、逆向思考方式的步骤 逆向思维方式的基本步骤分为五步,分别为: (1)读题,着眼于问题,以此作为自己的“目标”. (2)厘清“目标”到底长什么样子,即可假定如果“目标”成立则意味着什么.再运用已有的基础知识将目标转化成新目标. (3)逐步缩小“新目标”的范围,缩小范围的方法一般是化简或者等价转换,得到“终极目标”. (4)观察转化完的“终极目标”的特点,结合题设条件求证. (5)在草稿纸上把(4)→(3)→(2)→(1)写出来,即为解题方法. 三、逆向思考方式的例题研究 我们先以一道椭圆的高考题为例: 例1 (2018年全国卷I19)设椭圆
的右焦点为F,过F的直线l与C交于A、B两点,点M的坐标为(2,0). (Ⅱ)设O为坐标原点,证明∠OMA=∠OMB.我们先把草图画出来,如图1所示.
第二问的程序性思考方式步骤如下: (1)读题,着眼于问题,以此作为自己的“目标”.例如这道题是让证明∠OMA=∠OMB.
(4)观察转化完的“终极目标”的特点,结合题设条件求解.例如我们观察上面这个式子就会发现我们需要把直线AB的方程与椭圆的方程联立,再用韦达定理得到
. (5)在草稿纸上把(4)→(3)→(2)→(1)写出来,即为解题方法. 很多学生在做这道题时,由于定势思维,知道要把直线AB的方程与椭圆的方程联立,进而通过韦达定理得到
.但是这样思考下来,下一步何去何从就不得而知了,这两个式子到底要用在什么地方?到底要证明什么?于是就陷入了一个黑洞越来越混乱.但是如果逆向考虑,那么每一步的目的性都很强,就不会存在没有思路的情况了. 下面我们再用这种方法来分析一道抛物线的高考题,如下: 例2 (2018年全国卷Ⅱ19)设抛物线
的焦点为F,过F且斜率为k的直线l与C交于A、B两点,AB=8. (Ⅱ)求过点A、B且与抛物线C的准线相切的圆的方程. 首先我们把图象画出来,如图2所示.
第二问的程序性思考步骤为: (1)读题,着眼于问题,以此作为自己的“目标”.例如这道题是让求圆的方程. (2)弄清楚“目标”到底长什么样子,即假定如果“目标”成立则意味着什么,再运用已有的基础知识将目标进行转化.例如这道题的问题是求“圆的方程”,圆的一般方程是
的形式,那么“新目标”就是要求出
中的圆心(a,b)和r.