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(完整版)解题中常见错误类型
解题中常见错误类型
数学是一门逻辑性很强的学科,每个数学命题都有着严密的逻辑结构.不少同学在做数学题时,常因一些“小问题”而导致解题出错,平时考试后也只停留在把本题改正,而不注意探究错误的根本原因,以致在高考中仍经常犯类似的错误.因此,解数学题必须思考细心,论证严密.现就解题中的错误类型概括如下.
一、对数学概念、定义、法则的理解含糊
对数学概念、定义、法则的理解掌握是解题的基础.若对概念理解含糊,容易容易造成解题错误.
例1 若函数y=f(x)=logx-logx+3的定义域为集合A,值域D=[1,7],集合B=[,2]∪[4,16],则集合A与集合B的关系为 ( )
A.AB B. A=B C.BA D.AÍB
〖错解〗由1≤logx-logx+3≤7,得≤(logx−)≤,≤|logx−|≤,即−1≤logx≤1或2≤logx≤4,
∵y=logx在(0,+∞)上是增函数,∴≤x≤2或4≤x≤16,∴A=[,2]∪[4,16]=B,故应选B.
〖剖析〗根据函数的定义,函数值域可由其定义域与对应法则得出,但由值域与对应法则是否得出唯一的定义域呢?答案是否定的.除非加强条件(比如函数具有单调性等).实际上,本题中[,2] 与[4,16]是f(x)的两个单调区间,由错解可知当≤x≤2时,可得1≤y≤7,当4≤x≤16时,也可推得1≤y≤7.这就是说,[,2]与[1,16]都可作为函数的定义域.而集合B只是f(x)值域为[1,7]时x的最大允许值范围,并非是函数的定义域.可以观察f(x)是否是A到D上的一一映射,若是则A=B,若不是则AB.
〖正解〗由以上错解可知,若A=B时,能满足题意,故否定答案A、C,由错因分析可知,若A=[,2]B时,也能满足题意,故否定B,应选D.
二、忽视题中的隐含条件
有些数学题,题中隐含着一定的条件,若忽视了这些条件,也会造成错误.
例2 已知α,β是关于x的方程x2-(k-2)x+k2+3k+5=0(k∈R)的两个实根,试求α2+β2的最大值.
〖错解〗由韦达定理知于是
α2+β2 =(α+β)2-2αβ=(k-2)2-2(k2+3k+5)=-(k+5)+19.
∴当k=-5时,α2+β2有最大值19.
〖剖析〗忽视了方程有两个实数根,判别式Δ≥0这一隐含条件.
〖正解〗由Δ≥0,得(k-2)-4(k2+3k+5)≥0,-4≤k≤-.
又-4≤k≤-时,α2+β2 =-(k+5)+19是减函数,故当k=-4时,原式取得最大值18.
三、忽视定理公式的使用范围
每个数学定理公式都有一定的适用范围,若超出范围使用,会造成错误.
例3 在数列{a}中,已知S=3n-n+1,求通项a.
〖错解〗a=S-Sn−1=(3n-n+1)-[3(n-1)-(n-1)+1]=6n-4.
〖剖析〗当且仅当S0=0时才能用公式a=S-Sn−1计算,当S0≠0时应分段表示.
〖正解〗n=1时,a=S=3×1-1+1=3;n≥2时, a=6n-4.
∴a=.
四、错把充分条件当成充要条件
充分条件只可作为判断结论正确性的依据,由于不知是否具备必要性而导致条件不完备,即可能有其它条件同样可以得到结论的正确性.忽视这些可能造成错误.
例4 (a-2)x+2(a-2)x-1<0对一切x∈R恒成立,求a的取值范围.
〖错解〗结合二次函数图象,要使(a-2)x+2(a-2)x-1<0对一切x∈R恒成立,必须使
(*)
即∴a的取值范围是(1,2).
〖剖析〗条件(*)只是使得(a-2)x+2(a-2)x-1<0对一切x∈R恒成立的充分条件,而不是充要条件.原题中并没有指出是“二次”不等式,应考虑二次项系数可能为零的情形.
〖正解〗当a=2时,a-2=0,不等式化为-1<0对一切x∈R恒成立.
结合错解,a的取值范围是(1,2].
五、错把必要条件当成充要条件
必要条件可能只为结论的一部分,不能保证结论的完整.忽视这些同样可能出现错误.
例5 已知圆的方程为x2+y2+ax+2y+a2=0,一定点为A(1,2),要使过A点作圆的切线有两条,求a的取值范围.
〖错解〗将圆的方程配方得:(x+)2+(y+1)2 =.
∵其圆心坐标为C(-,-1),半径r=.
当点A在圆外时,过点A可作圆的两条切线,则|AC|>r.
即>.即a2+a+9>0,解得a∈R.
〖剖析〗上述解法仅由条件得出|AC|>r ,这只是圆有两条切线的必要条件,而忽视了另一制约圆的必要条件r>0.
〖正解〗结合错解,圆有两条切线的充要条件是|AC|>r>0,即由此可得a的取值范围是(-,).
六、忽视对结论的检验或检验不彻底
如果在时运算时不能把握问题本质或对概念的理解不深,常会在运算后产生增根,解决的方法之一,是依据题设条件对结论进行检验.忽视检验或检验不彻底都会产生错误.
例6 全集U={1,2a-4,a-a-3},A={a-1,1},CUA={3},则a= .
〖错解〗∵CUA={3},∴3∈U={1,2a-4,a-a-3}.
⑴由2a-4=3,得a=;
⑵由a-a-3=3,得a=3或a=-2.
经检验a=时,U={1,3,},A={,1},集合中元素互异;
a=3时,U={1,2,3},A={2,1},集合中元素互异;
a=-2时,U={1,-8,3},A={-2,1},集合中元素互异.
∴a=,a=3或a=-2.
〖剖析〗虽然错解紧扣了补集定义,利用分类讨论的方法,进行了问题的解决,并依据集合中元素的互异特性,做了检验.但未能进行是否构成补集的检验依然出错.
〖正解〗结合错解.
a=时,U={1,3,},A={,1},AU,舍去;
a=3时,U={1,2,3},A={2,1},CUA={3},满足条件A∩CUA=Æ,A∪CUA=U;
a=-2时,U={1,-8,3},A={-2,1}, AU,舍去.
∴a=3.
七、一叶障目,不见泰山
数学概念要全面理解,若一叶障目,不见泰山,容易致错.
例7 △ABC中,=,=b,=c,已知a·b=b·c=c·,
求证:△ABC为正三角形.
〖错解〗∵b·c=c·,∴c·(b-a)=0.
∵c≠,∴b=,同理可得b=c.故△ABC是正三角形.
〖剖析〗由于向量的数量积满足分配律,所以由b·c=c·可以得到c·(b-a)=0,但由教材中向量的数量积性质知:“当a,b都是非零向量时,a⊥bÛa·b=0".所以由c·(b-a)=0,c≠不能得到b=.事实上c·(b-a)=0Ûc=0,b-a =0或c⊥(b-a).另外,若=b=c,则△ABC的三条边平行或重合,也不能得到△ABC是正三角形.
〖正解〗∵b·c=c·,∴c·(b-c)=0.
又∵c=-(+b),∴-(+b)·(b-)=0.
∴|a|2=|b|2,即|a|=|b|,同理|b|=|c|,故△ABC是正三角形.
八、证明不够严密
对于数学的证明题,要严密进行逻辑推理,一步不慎,满盘皆输.
例8 P为120°的二面角α-MN-β内一点,P到α,β的距离均为10,求点P到棱a的距离.
错解1:过点P作PA⊥α于A,PB⊥α于B,过A作OA⊥MN于O,连结PO,OB.
∵PA⊥α,∴PA⊥MN,∵OA⊥MN,∴面PAO⊥MN.同理,面PBO⊥MN.
而面PAO∩面PBO=PO,∴面PAO与面PBO应重合,即A、O、B、P在同一平面内,∠AOB为二面角的平面角.……
A
B
P
O
M
α
β
N
错解2:过点P作PA⊥α于A,PB⊥α于B.
设相交直线PA、PB确定的平面为γ,MN∩γ于O,则γ∩α=OA,γ∩β=OB.
∵PA⊥α,PB⊥β,∴PA⊥MN,PB⊥MN,∴MN⊥γ,∵OAÌγ,OBÌγ,∴∠AOB为二面角的平面角.……
〖剖析〗错解1中,“同理”二字不妥,这是因为其证法不尽相同,OB是否与MN垂直有待证明.错解2中,MN∩γ=O有些欠妥,MN与γ是否相交还不清楚.
〖正解1〗“同理,面PBO⊥MN.”改为:∵面PAO⊥MN,∴PO⊥MN,∵PB⊥α,∴PB⊥MN,∴面PBO⊥MN.
〖正解2〗过点P作PA⊥α于A,PB⊥α于B,则PA⊥MN,PB⊥MN,相交直线PA、PB确定平面PAB,∴MN⊥平面PAB,设MN∩平面PAB=O,连结OA,OB,则OAÌ平面PAB,OBÌ平面PAB,,∴∠AOB为二面角的平面角.……
九、遗漏特殊情况
在解题中要注意特殊情况对结论造成的影响,遗漏特殊情况可能致错.
例6.求过定点P(0,1)且与抛物线y2=2x只有一个公共点的直线有( )
A.0条 B.1条 C.2条 D.3条
〖错解〗设直线方程为y=kx+1(k≠0),
由方程组消去y,得k2x2+2(k-1)x+1=0,
由直线与抛物线只有一个公共点,则Δ=4(k-1)2-4k2=0,即k=,故选择答案:B.
〖剖析〗以上出错在于对公共点情况的盲目判断导致的,其错误有两点:一是遗漏了直线不存在斜率的情况,只考虑了斜率存在的直线;二是方程组消元后的方程认定为二次方程,事实上,当二次项系数为零的一次方程的解也符合题意.
〖正解〗由以上错解可知k=有一条直线y=x+1;而当斜率不存在时,直线x=0满足条件;当直线平行于抛物线的轴时,即直线y=1也满足条件;故选择答案:D.
十、考虑问题不周全
解题时要仔细观察,克服粗心大意,若考虑问题不周全,可能导致结果遗漏.
例10 已知(+)的展开式中有理项共有4项,求n的取值范围.
〖错解〗 展开式的第k+1项为
Tk+1=C()n—k()k=Cx(k=0,1,…,n).
为了使Tk+1是有理项,n必须是偶数,且k是6的倍数,要使k在其取值范围内有4个满足条件的值,
∴ n可取的值为18,20,22.
〖剖析〗Tk+1是有理项并不一定要求n是偶数,若果n是奇数,k=6m+3(m∈Z时,-仍为整数).
〖正解〗展开式第k+1项为Tk+1= Cx(k=0,1,…,n).
为了使Tk+1是有理项,有以下两种情况:
⑴当n为偶数时,k是6的倍数,
∵ 0≤k≤n,且共有4个有理项,
∴ 18≤n<24,即n=18,20,22;
⑵当n为奇数时,k=6m+3(m∈Z),
∵ 0≤k≤n,且共有4个有理项,
∴ 21≤n<27,即n=21,23,25.
∴ n取值的范围是{18,20,21,22,23,25}.
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