数学本质就是用数学的眼光认识世界,揭示数学规律,总结数学方法,形成数学思想,提炼数学精神,并从上述活动中得到思想、心灵的升华. 在数学学习的过程中,若能重视对问题背后的数学本质的追溯,无疑能有效提高学习的效率,培养数学意识与数学能力.
本文从一道高考试题出发,追根溯源,努力去洞察、揭示一类高考试题的本质.
春雨断桥人难渡:
一道高考试题的思考历程
题1?摇(2009年高考上海卷)已知函数f(x)=sinx+tanx,项数为27的等差数列an满足an∈-,,且公差d≠0,若f(a1)+f(a2)+…+f(a27)=0,则当k=________时, f(ak)=0.
上海作为我国高中教育与高考改革的试验田,其高考试题年年有创意,且内涵丰富. 比如此题,从题面看,等差数列镶嵌在函数问题中,新意十足. 此前有作者给出如下解析:
因为函数f(x)=sinx+tanx是奇函数,所以其图象关于原点对称,且图象过原点.
又因为f(a1)+f(a2)+…+f(a27)=0,则必有f(a14)=0,所以k=14.
这实在让人如坐云雾中,“f(a14)=0”是如何得出的?上述解答的根据在哪儿?
根据经验,题设条件“f(a1)+f(a2)+
…+f(a27)=0”的利用,不太可能考虑将a1,a1,…,a27代入函数解析式f(x)=sinx+tanx,那么,该如何将此函数与等差数列结合起来?也许应该去考虑函数f(x)=sinx+tanx的性质:奇函数, f(0)=0,且在区间-,上单调递增.
又考虑到{an}为等差数列,故由f(a1)+f(a2)+…+f(a27)=0得f(a14-13d)+…+f(a14-d)+f(a14)+f(a14+d)+
…+f(a14+13d)=0.
假设a14>0,则f(a14-13d)+…+f(a14-d)+f(a14)+f(a14+d)+…+f(a14+13d)>f(-13d)+…+f(-d)+f(0)+f(d)+
…+f(13d)=0,与题意矛盾;
假设a14<0,则f(a14-13d)+…+f(a14-d)+f(a14)+f(a14+d)+…f(a14+13d) …+f(13d)=0,也与题意矛盾. 综上,a14=0,故f(a14)=0. 看似一道小小填空题,其实并不简单!本题巧妙地将等差数列与函数的奇偶性、单调性融为一体,解题突破口隐藏得深,不易寻找合适的切入点,同时对推理论证的能力有相当高的要求,给人一种“山重水复疑无路”、“春雨断桥人难渡……