一道95%以上的考生解不出来的高考数学题思考与解答

文摘   2024-10-15 21:03   云南  
这道1986年全国高等学校统一招生考试(理工类)数学题据说当年95%以上的考生没有做出来,题目和图形如下:

这道题目见过好几次了,最近在看数学解题书时又看见了,因此在这里和大家分享一下,重点当然是分享如何探寻出解题思路的?
这道题题干不复杂,理解题意起来也相当轻松,那为什么当年95%的考生没有做出来呢?
因为大家一来就用了余弦定理(小声蛐蛐,我第一次看见这道题也使用了余弦定理,因为直接呀),不难发现,所求角只有一个,并且为锐角。所以利用余弦定理,结合余弦函数的单调性,只需讨论根据余弦定理而构造出来的分式的值最小时,即可满足所求角最大:

进行到这里,完蛋了,分式分子分母都含有变量,并且还含有根号,根据函数求导讨论最小值难以进行,计算量暴涨,只能半途而废了;考虑用不等式解决这题,想不出来,还是半途而废了。
难道就没有其他解法了?不可能,绝对不可能。
回到题目,既然余弦定理行不通,前面分析得到:所求角只有一个,并且为锐角。既然利用余弦定理一步行不通,咋们就多“走”两步,采用引入其他元素进行辅助。

因为为锐角,与其存在关系的满足

并且的正切值容易表示出来,所以得到如下解法:

这样做确实让人眼前一亮,思路敞开。

上面两种思考方式结合三角函数的性质思考得到那还有没有其他做法呢

直接从平面几何角度去思考,用运动的观点来思考问题,当动点P趋近原点或正无穷时,这时所求角不存在。因此下面这种情况必定出现:


根据“同侧共底边三角形顶角相等法”证明四点共圆,所以

根据同弧上的圆内角、圆周角、圆外角从大到小的关系(这个不熟悉的话自己画图补补哦),当这个圆与x轴相切时,所求角最大。

进而:(不知道切割线定理你熟悉不?)

这种做法不容易想,但是最后简答也是很简洁的,重点是要用“运动”的思想指导我们做题。






从薄到厚学数学
数学不仅拥有真理,而且拥有至高无上的美——一种冷峻严肃的美,就像是一尊雕塑...这种美没有绘画或音乐那样华丽的装饰,它可以纯洁到崇高的程度,能够达到严格的只有最伟大的艺术才能显示的完美境界。。。罗素
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