高中数学的解法和解高数题目有多大联系?

发布时间:
2024-08-15 05:14
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卷首点评

今年新I卷考96的话,说句客观但不中听的,实在有点差了...

此外你列的这些玩意,很难让我不怀疑:你们的高中老师教学完全不得法!就单拎这个【极值点偏移】来说,其本身没有任何价值,只是为了导数压轴题(甚至两年没出现了)的最后一小问,最多4~5分的醋包的一碟饺子,不知为啥到你口中变成重点了。还有这个【切割线放缩】,是个我完全没听说过的新奇玩意,我也没能联想到它能用来做哪种题。因此你现在的形势非常危险,在往“名词党”的岔路上越走越远,分数考不上去却满嘴都是华而不实的名词,要想学好高数必须根除这个误区!

下文从两个角度,给你把这个误区拆开揉碎了讲:

  • 首先回过头审视高中数学,你说的所谓“解题方法”全部不值一提,那什么是正确的高中解题方法呢?这部分也是为众多高中生朋友写的,希望看完之后你们能逐步提升自己的应试技巧,考出更理想的分数;
  • 随后以个人视角概括一下高数学了些啥,以及该如何掌握?这部分主要是为升入新大一的同学写的,希望能帮大家赢在起跑线上,在高数课程中斩获高绩点,为本科生涯奠定良好的开端。

在开始正文前,作者最后声明:如果你能认识到自己的误区,接受批评指正并积极改进,我会尽我所能帮助你;相反,如果你固执己见,认为我说的完全是错的,本人不接受任何辩驳,各位看官的眼睛自是雪亮的。


高中数学的提分要点

回看高中数学,你说的奇技淫巧全都没啥用,真正的要点反而一个都没提到...比如能通鲨立体几何和解析几何的【正交坐标系】,初高中一贯的【全等三角形】,不用看题目都能骗到一半分的【闭眼求导法】,以及在求解小题时事半功倍的【特殊值法】。它们每一个都是实打实的应试技巧,能在争分夺秒的考场上抢到尽可能多的分数。

下面咱按照高中考纲,一个个把它们梳理成定式。什么是定式呢?即指能通鲨一整类问题的单个方法,只要在考卷上遇到这类问题,直接按定式展开准不会错。

三角函数题:合成定式、分解定式

这算是题干中唯一正确的地方了,三角恒等变换确实是高中的一大考点。这种问题搁在卷子里都是送分题,掌握两大定式就够了:【合成定式】、【分解定式】。所谓合成,就是把一堆三角函数的运算归并成 的标准形式,常用于大题或者图像题;所谓分解,就是把好几项三角函数的求和统统拆成 ,再合并同类项

除此之外,实战中往往会交替进行这两个定式,比如先拆了再合到一块。还有一种普遍出现的情况是三角函数图像类大题,比如单调区间、零点和极值问题,只要牢记“五点定图法”就能轻松拿下。对 类问题,这五点分别指代 这五点,对应函数值分别取 。这五点并不是一成不变的,比如对于某些只用到部分图像的问题,或是能稳定拿捏周期区间的同学,就能压缩到三点定图。

解三角形:全等定式

解三角形的问题就一个定式,笔者将其归结为【全等定式】,基本通鲨所有问题。此处的“全等”就指代初中学的那些条件,比如SSS、SAS、AAS,额外注意SSA并不全等。

为啥会牵扯到全等?剖析解三角形任务的本质,就是唯一确定一个三角形。这和全等的思想不谋而合:给定一个三角形,等价于三个角条件、三个边条件,利用其中的部分条件可唯一确定另一个三角形。

这下形势就完全明朗了,一切问题都回归了初中的全等证明。仅有的变化在于:我们会从题干中知晓一些等量关系,并掌握了正弦定理、余弦定理两大有力工具。

  • SSS型全等:已知三个边条件后,用余弦定理可算出所有的角条件,搞定;
  • SAS型全等:已知两角及一夹边,用余弦定理可算出对边,回归SSS条件;
  • AAS和ASA型:实际已知三角+一边,用正弦定理可算出其它边。

综上,只用我们初中就学过的全等条件,外加高中学的正弦、余弦定理,就能完全KO任意一个可解的三角形。一点难度都没有吧!

导数:极值定式

我不知道题干说的那些乱七八糟的技巧是哪来的。即便导数确实作为压轴题出现,用常规方法做(骗)不出来的顶多也就五分左右。这些时间精力拿去巩固其它题型,都远不止考96了啊...

导数看似一出场自带难题光环,仿佛有导数的题目就是拿来刁难人的。实则不然!据笔者的大量观察和考试经验,导数反而是最好拿分的一项,因为它的定式就明明白白地写在了教科书上。导数刚开始提出的时候,就是为了剖析函数的变化率,看看它啥时往上走,啥时往下降;啥时到高峰,啥时到低谷。因此导数题目自然绑定了【极值定式】,最常见的考法就是求某个函数的单调区间和最大最小值。

综上所述,导数题无非就几个要素:导函数、单调区间、极值。拿到一题导数题,哪怕题目都看不懂,只要按照如下步骤掰扯一番,并尽量把字写好看些,也能拿到10分以上的分数:

  1. 移项整理:先定位待分析的函数。例如原题可以转化为类似 的形式,下面就讨论对 求导;
  2. 求导:用导数的运算律和复合函数求导,准确地求出 的导函数
  3. 讨论单调性: ,求 的极值点和单调区间。

正常的导数题,例如今年的全国甲卷,上面的所有步骤均可在三分钟内完成。按上述顺序一通写下来后,一般来说前面的几小问就被秒了;哪怕是最后一小问,在上面这个定式的铺垫下,学有余力的同学也能接着往下捞点分,甚至一不小心还真就证毕了。

空间解析几何:坐标系定式

所谓【坐标系定式】,就是找一个点作为坐标原点,再由坐标原点引出三个相互垂直的单位向量,构成三维空间的 坐标系。

这种方式处理立体几何大题,可以说又快又准。面对任意一题,我们上来先找一个坐标原点、三条相互垂直的坐标轴,然后把每个点的坐标列出来。遇到平面问题,例如线面角、二面角,随手求一下所涉及平面的法向就行,最后的距离、夹角关系可谓一目了然。

圆锥曲线:韦达定式

圆锥曲线大题有一类重要的定式:【韦达定式】,不管在小题还是大题中,都能时常碰见它的身影。所谓的韦达定式可以用九个字概括:“直线和圆锥曲线联立”,联立结果是一个一元二次方程,其两根恰为直线与圆锥曲线的两个交点。在实际计算时,我们未必要把两个根写出来,最常用的还是两根之和、两根之积、两根之差这几个特殊值,它们都可以用一元二次方程的韦达定理导出,因此得名。

既然要把直线和圆锥曲线联立,第一道坎自然是把这条直线设出来。最常见的设法是 这两种,看哪种方便用哪种。但这两种设法各自有一种情况照顾不到,就是和坐标轴平行的情形,强烈建议各位刚设完直线就讨论“斜率不存在”的情形。

定式内容就这么些,先设点设线再韦达定理,主要难点还是计算。

总结

上面所有内容源于笔者原创的一份“高考数学提分指南”。由于这里对排版的兼容性有限,我只不过是随手摘了一些重要的定式而已(所以看起来有些混乱,原版的逻辑顺序会清晰很多)。原文件中还有例题解析、提分技巧和书写规范,这里就不放了,以免喧宾夺主。如果有读者对完整版感兴趣,可在评论区联系作者获取,如果要的人够多我就单开一个文章。

哪怕就随手摘了一点点,都足以在高中考场上大鲨四方了!除了难度方差极大的数列外,解三角形大题、立体几何大题分别能被【全等定式】、【坐标系定式】稳吃;哪怕题目都来不及看完,用【韦达定式】和【极值定式】按部就班地一套写下来,都能熟练地骗到10分以上,省时省力。试想题主如果不去钻研那些花里胡哨的技巧,而是老老实实把这些基本功练到家,怎么考也不止96吧!

可以看出,高考中的基础题大多有对应的求解定式,按照这些定式一步步算下去,基本不会被卡住也很少出错。这里的定式并不是“应试教育”的象征,与此相反,所有的定式本身都蕴含着明确的问题求解思路:我们要求解什么问题?为此,我们需要做些什么?只要明确每一题的最终求解目标,很多题目的求解都会变得理所当然,而所谓的定式只不过是把它们流程化表述出来,仅此而已。


与大学数学的衔接

笔者在讲大学数学之前先讲高中数学,是带有明确目的的。因为高等数学、线性代数这两座大山,无非是上面讲的【极值定式】、【坐标系定式】的扩充版而已。从这个视角来看,高中数学和大学数学就有非常明确的衔接关系

一元微分学:中值定理

首先是高等数学,我们把极值定式改个名儿,就叫它“中值定理”吧!这么叫是有依据的,因为最开始的Rolle中值定理,它讨论的就是“中间的极值点”罢了:

这里的函数 也不是乱取的,它应当带有一定的连续、可微性条件。在此基础上,我们可以扩展出Lagrange中值定理,无非就是“歪着头看的Rolle定理”罢了;还可以讨论带Lagrange余项的Taylor展开,在一阶导的基础上拓展至任意阶导数,这也是一元函数微分学的巅峰。

线性代数:基变换与坐标变换

大学数学的另一门基础课,线性代数,则是把坐标系定式改了个名儿。三维空间我们需要三条正交坐标轴,那么 维空间我们就需要 条,不妨把它叫作 吧。

在这一组基底下,我们就能算任意一个向量的坐标表示:

这样就可以用 个实数 表示线性空间内任意一点,这和我们熟知的空间解析几何没有本质区别。同理,有了这组坐标,我们就可以算高维欧式空间的 “距离”、“长度”(范数)和“角度”(内积)概念,这也和高中学的没啥本质区别。

总结

综上所述,如果我们把高中解题方法总结为“极值定式”与“坐标系定式”,而不是题干中那堆华而不实的玩意,则高中数学的解法和解高数题目就有莫大的联系,大学的基础课本质上就是这些定式的进一步推广而已!

这样应该足够解答题主的问题了吧。笔者早已对大学的数学基础课作出归纳总结,感兴趣的读者欢迎移步:

大一数学专业怎么自救学习?何为概率?如何理解概率?

END