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1、“尚未成功”的突破 坦率说,在我个人的解题经历中,“尚未成功”乃至失败,实在是比激动人心的成功多得多但是,“尚未成功”并非只给笔者留下消极的结果,而面对偶尔的顺利笔者也总是要继续寻找当中的“解题愚蠢”(见文1、2),我不知道这些说来见笑的个人体验是否对广大读者有点帮助,但我能肯定地说,这是我本来就少得可怜的解题财富中的主要资产,并且我的看法(包括本刊1998年开始的解题分析连载以及解题学引论一书)已引起了一部分同行的关注与共鸣,需要致歉的是,二三年来,关于解题与解题分析的大批读者来信我不能一一作复,今天的话题很大程度上是一种有意的弥补下面,笔者要进行3个解题个案的分析,以展示如何由失败走向成功
2、,又如何对浅层的成功进行深层的调控1个案1由失败中获取有用的信息例1若、为互不相等的实数,且()()(),求解:由等比定理得 但是,式的分母为零我们的解题努力失败了评析:这是一个失败的解题案例,文3谈到了调整解题方向后的一些处理,其实都用到式所以,失败的过程恰好显化了题目的一个隐含条件,这是一个积极的收获,当我们将不成功的式去掉,把目光同时注视式与式时,式使我们看到了两条直线重合:而式又使我们看到了直线通过点作一步推理,直线也通过点(1,1),于是与文3相比,这是一个不无新意的解法,其诞生有赖于两点:第1,从失败的解题中获取一条有用的信息,即式第2,对式、式都作“着眼点的转移”,从解析几何的角
3、度去看它们有了这两步,剩下来的工作充其量在30秒以内就可以完成2个案2尚未成功不等于失败设()为关于的正项递增数列,为大于(1)的正常数,当用数学归纳法来证不等式时,其第2步会出现这样的情况:假设(),则无法推出(1)据此,许多人建议,用加强命题的办法来处理,还有人得出这样的命题(见文432及文512):命题设()为关于的正项递增数列,为正常数,则不等式()()不能直接用数学归纳法证明评析:不等式没能用递推式证出来,有两种可能,其一是数学归纳法的功力不足,其二是数学归纳法的使用不当把“不会用”当作“不能用”,其损失是无法弥补的我们分析上述处理的“尚未成功”,关键在于递推式,这促使我们思考:(1
4、)与()之间难道只有一种递推关系吗?确实,有的函数式其(1)与()之间的关系很复杂,无法用数学归纳法来直接证明;而有的关系则较简单,仅用加减乘除就可以表达出来但无论是“很复杂”还是“较简单”,其表达式都未必惟一,文6278给出过一个反例,说明上述“命题”不真:例2用数学归纳法证明讲解:当1时,命题显然成立现假设()2,则(1)()(12)2(12),由于2(12)恒大于2,所以数学归纳法证题尚未成功然而,这仅是“方法使用不当”换一种递推方式,证明并不困难(1)1(12)()1(12)22下面一个反例直接取自文4的例2例3求证(11!)(12!)(13!)(1!)2证明:当1时,命题显然成立假设
5、时命题成立,则(11!)(12!)(1!)1(1)!1(12)(13)(12!)(1)1(1)!1(1)(1!)1(12)1(12!)1(1)!(1!)1(12)22这表明1时命题成立由数学归纳法知,不等式已获证3个案3对尚未成功的环节继续反思文7有很好的立意也有很好的标题,叫做“反思通解引出简解创造巧解”,它赞成反思“失败”并显示了下面一道二次函数题目的调控过程:例4二次函数()2的图象经过点(1,0),是否存在常数、使不等式对一切实数都成立?若存在,求出、;若不存在,说明理由讲解:作者从解两个二次不等式开始(解法1),经过数形结合的思考(解法2)等过程,最后“经学生相互讨论后得到巧解”(解
6、法4):由基本不等式对一切实数都成立,猜想经,()满足条件(1)0,所以()存在,(14),(12),(14)我们不知道命题人的原始意图是否只考虑“存在性”,按惯例,“若存在,求出、”应该理解为“若存在,求出一切、”从这一意义上来看上述巧解,那就存在一个明显的疑点:诚然,式是满足的一个解,但是在与(21)2之间的二次函数很多,如1()(12)(12)(21)2,2()(13)(23)(21)2,3()(14)(34)(21)2,这当中有的经过点(1,0),有的不经过点(1,0),巧解已经验证了1()经过点(1,0)从而为所求,我们的疑问是:怎见得其余的无穷个二次函数就都不过点(1,0)呢?也就
7、是说,”巧解”解决了“充分性”而未解决“必要性”,解决了“存在性”而未解决“惟一性”究其原因,是未找出与(212)之间的所有的二次函数抓住这一尚未成功的环节继续思考,我们想到定比分点公式,式可以改写为或()(21)2(1)(01)一般情况下应是的正值函数(文8默认为常数是不完善的;同样,2000年高考理科第20题(2),对设是错误的),但由于()为二次函数,只能为常数为了在中求出,把(1)0代入即可求出1(或中12)式与式的不同,反映了特殊与一般之间的区别,反映了“验证”与“论证”之间的区别其实,原解法1出来之后,立即就可以得出式,与是否应用“基本不等式”无关同样,原解法1中作者思考过的“推理
8、是否严密”在“巧解”中依然是个问题这种种情况说明,我们不仅要对解题活动进行反思,而且要对“反思”进行再反思下面一个解法请读者思考错在哪里?解:已知条件等价于存在0,使()()(21)20,把1时,()0代入得1,从而()()(21)21,即2()(1)22()(32)20由此解出的()为无理函数,不是二次函数,所以本题无解作为对反思进行再反思的又一新例证,我们指出文9例2(即1997年高考难题)第1问,可以取(2)(0,1)(是的函数),则()(1)(2)1(1),据定比分点的性质有()11罗增儒解题分析解题教学还缺少什么环节?中学数学教学参考,1998,122罗增儒解题分析再谈自己的解题愚蠢中学数学教学参考,1998,43罗增儒解题分析人人都能做解法的改进中学数学教学参考,199874李宗奇调控函数及其应用中学数学杂志(高中),2000,35王俊英一类数学归纳法能否使用问题的判定中学数学,1987,96罗增儒数学解题学引论西安:陕西师范大学出版社,1997,67曹军反思通解引出简解创造巧解中学数学,2000,68陈雪芬刘新春定比分点公式在代数中的应用数学教学通讯,2000,69罗增儒解题分析分析解题过程的两个步骤中学数学教学参考,1998,5