解題的正確與否對(duì)于解題者來(lái)說(shuō)是最關(guān)心的問(wèn)題,因此解題者,弄清解題檢驗(yàn)的必要性,掌握一些解題檢驗(yàn)的方法,了解哪些問(wèn)題需要加以檢驗(yàn)尤為重要。在一定意義上說(shuō)數(shù)學(xué)解題的檢驗(yàn),是對(duì)問(wèn)題的探討和回顧,學(xué)生加強(qiáng)這方面能力的培養(yǎng),是對(duì)問(wèn)題更深入的理解,從而對(duì)解答正確性的肯定得到進(jìn)一步加強(qiáng)。以下從兩方面來(lái)談一談數(shù)學(xué)解題檢驗(yàn)這一論題。
一、數(shù)學(xué)解題檢驗(yàn)意義的必要性。
數(shù)學(xué)解題檢驗(yàn)是發(fā)展學(xué)生的自我糾錯(cuò)能力的前導(dǎo)。學(xué)生能夠從數(shù)學(xué)解題的檢驗(yàn)中,意識(shí)到自己的思維過(guò)程中的缺陷,自覺(jué)地實(shí)行控制,根據(jù)解題的需要,靈活運(yùn)用多種方法和技能進(jìn)行思維操作,這是提高學(xué)生的思維能力的一個(gè)重要方面。培養(yǎng)學(xué)生從各個(gè)不同角度迅速判斷解題答案正確性是教師在教學(xué)過(guò)程中必須時(shí)常注意的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。
檢驗(yàn),作為某些數(shù)學(xué)問(wèn)題解題過(guò)程的必不可少的步驟,主要在下列兩類問(wèn)題中產(chǎn)生:
(一)、某些實(shí)際應(yīng)用問(wèn)題和論域有限制的問(wèn)題。在這些問(wèn)題的解題過(guò)程中,由于未能顧及原來(lái)問(wèn)題的實(shí)際意義或論域的限制,可能引進(jìn)一些不適合的解答,必須通過(guò)檢驗(yàn)來(lái)決定解答的取舍。
例1.一個(gè)杯子里盛滿了純酒精,先倒出7升,然后加滿水,再倒出4升,再加滿水,這時(shí)杯內(nèi)酒精和水之比為 ,求杯的容積。
解:設(shè)杯的容積為 升,依題意列方程:
整理得 所以 ,
檢驗(yàn):由于 ,從而 舍去,所以 升。
(二)、在某些方程(如分式方程、三角方程等)、不等式和計(jì)算題的解題過(guò)程中,由于很難保持變換的等價(jià)性,這種情況如果表現(xiàn)為以命題的必要條件代替原命題,就可能導(dǎo)致解集的范圍擴(kuò)大,因此必須通過(guò)檢驗(yàn),以便舍去不適合的解。
例2.已知 ,且 ,求 。
解:由 得
又 即
檢驗(yàn):因 , 解都為負(fù)值,所以 ,又 ,所以 ,即 ,故 應(yīng)舍去,所以 。
二、對(duì)于中學(xué)生常用的檢驗(yàn)方法有:
(一)、估值法。
通過(guò)對(duì)問(wèn)題的實(shí)際意義進(jìn)行估值,常??梢园l(fā)現(xiàn)一些錯(cuò)誤的答案。
例3.求和圓的內(nèi)接正三角形一邊等長(zhǎng)的弧的度數(shù)。
錯(cuò)解:所求的弧為 弧度= 弧度 。
通過(guò)估值可知和圓的內(nèi)接正三角形一邊等長(zhǎng)的弧的度數(shù),應(yīng)略小于圓的內(nèi)接正三角形一邊所對(duì)的圓心角的度數(shù),即略小于 ,斷定答案有誤,實(shí)際上所列算式與計(jì)算弧的度數(shù)公式不符,分母應(yīng)為R,正確答案是 。
(二)、特例法。
如果要說(shuō)明一個(gè)判斷是假,只要指出這個(gè)判斷成立的某個(gè)必要條件不具備即可。特例法就是從這一思想出發(fā),用適合題意的某個(gè)特殊數(shù)值或特殊圖形來(lái)檢驗(yàn)答案正確性的一種方法。
例4.數(shù)列 ,-1, ,- , ,- ,……的通項(xiàng) 是什么?
有A,B,C,D四種答案:A. ,B. ,C. ,D. 。
可用 驗(yàn)證A,B,C,D的前三項(xiàng),對(duì)照原數(shù)列,A,B,D均不符合,故只有C答案可能正確,進(jìn)一步驗(yàn)證C答案的正確性。
(三)逆向運(yùn)算法。
加、減法互為逆運(yùn)算,加法的運(yùn)算結(jié)果用減法來(lái)檢驗(yàn),減法運(yùn)算的結(jié)果用加法來(lái)檢驗(yàn)。類似地,乘法和除法,乘方和開(kāi)方等也都可以這樣做。
例5.把 分解因式。
錯(cuò)解:
其實(shí)只要把三個(gè)因式相乘便知所乘結(jié)果與原式不符,故分解錯(cuò)誤。正確分解結(jié)果為: 。
(四)、多解對(duì)比法。
對(duì)于一些數(shù)學(xué)問(wèn)題,運(yùn)用多種方法求出其結(jié)果,如果所得結(jié)果都一致,這就增加了結(jié)果正確性的可靠程度;如果所得的結(jié)果不一致,當(dāng)然是指實(shí)質(zhì)而非形式上的不一致,就說(shuō)明其中至少存在著錯(cuò)誤。
例6.6種不同的文藝書(shū)從左至右依次擺在書(shū)架上,其中一本書(shū)既不能排在頭,也不能排在尾,一共有多少種不同的排法?
甲解法:先把頭尾排好有 種排法,再排其他位置,有 種排法,因此,不同的排法共有 種。
乙解法:先把其它5本書(shū)作全排列,有 種排法,再把這本書(shū)插入5本書(shū)中間的4個(gè)間隙處,不同排法共有 種。
丙同學(xué)解法:先不限定條件,則有 種排法,在這排法中,有不符合條件的情況共 種排法,故符合條件的排法共有: 種。
以上三位同學(xué)所提結(jié)果不完全相同,經(jīng)過(guò)認(rèn)真分析考慮,發(fā)現(xiàn)丙同學(xué)在“不符合條件的情況共 種排法”出現(xiàn)思維錯(cuò)誤,應(yīng)為2 種,即共有排法 種,這一結(jié)果與甲、乙完全一致,更強(qiáng)化了甲、乙解法的正確性。
(五)對(duì)稱法。
利用題目中的條件、圖形、式子的對(duì)稱性,考慮結(jié)論是否符合對(duì)稱性的要求。
例7.已知 滿足條件 ,試判斷 的形狀。
錯(cuò)解:
所以 。于是, 是以 為斜邊的直角三角形。
分析:由于題目的條件中,( )與( )是對(duì)稱的,而上述結(jié)論并不滿足這樣的對(duì)稱關(guān)系,所以答案必定有誤。實(shí)際上,由(1)可得 或 ,故正確而完善的結(jié)論應(yīng)是: 是以 為斜邊的直角三角形,或者是以 為斜邊的直角三角形。
注意:以上(一)至(五)各種檢驗(yàn)方法,用于錯(cuò)誤解答的否定是完全有效的,但用于解答正確性的肯定一般只能增加其可信程度,解答正確性主要基于知識(shí)理論水平及解決問(wèn)題的能力。
(作者單位: 安慶浮山科技工程學(xué)校)