【簡(jiǎn)介:】2 數(shù)學(xué)競(jìng)賽的的基本內(nèi)容國(guó)際數(shù)學(xué)競(jìng)賽的開(kāi)展導(dǎo)致了競(jìng)賽數(shù)學(xué)的誕生,競(jìng)賽開(kāi)始的那些年頭,其內(nèi)容主要是中學(xué)教材中的代數(shù)方程、平面幾何、三角函數(shù),經(jīng)過(guò)40多年的發(fā)展,已形成一個(gè)源于
2 數(shù)學(xué)競(jìng)賽的的基本內(nèi)容
國(guó)際數(shù)學(xué)競(jìng)賽的開(kāi)展導(dǎo)致了競(jìng)賽數(shù)學(xué)的誕生,競(jìng)賽開(kāi)始的那些年頭,其內(nèi)容主要是中學(xué)教材中的代數(shù)方程、平面幾何、三角函數(shù),經(jīng)過(guò)40多年的發(fā)展,已形成一個(gè)源于中學(xué)數(shù)學(xué)又高于中學(xué)數(shù)學(xué)的數(shù)學(xué)新層面,其思想方法逐漸與現(xiàn)代數(shù)學(xué)的潮流合拍.對(duì)1-51屆IMO試題(1959-2010)的統(tǒng)計(jì)表明,競(jìng)賽數(shù)學(xué)正相對(duì)穩(wěn)定在幾個(gè)重點(diǎn)內(nèi)容上,可以歸結(jié)為四大支柱、三大熱點(diǎn).
四大支柱是:代數(shù),幾何,初等數(shù)論,組合初步(俗稱(chēng)代數(shù)題、幾何題、算術(shù)題和智力題).三大熱點(diǎn)是:組合幾何、組合數(shù)論、集合分拆.
2-1 代數(shù)
代數(shù)是中學(xué)數(shù)學(xué)的主體內(nèi)容,其在競(jìng)賽中占據(jù)重要地位是理所當(dāng)然的,已廣泛涉及恒等變形、方程、函數(shù)、多項(xiàng)式、不等式、數(shù)列、復(fù)數(shù)、函數(shù)方程、矩陣等方方面面.近年的重要特點(diǎn)是:
(1)出現(xiàn)集中的趨勢(shì).
統(tǒng)計(jì)表明,近30年來(lái),難度較小的問(wèn)題(如恒等變形、單一的解方程等)消失了,明顯超出中學(xué)范圍的問(wèn)題(如矩陣等)也消失了,代數(shù)問(wèn)題正在不等式、數(shù)列、函數(shù)方程上集中,這表明IMO代數(shù)題的命題趨向是,既在努力避開(kāi)有求解程式的內(nèi)容、提高試題的難度,又在盡力避免超出中學(xué)生的知識(shí)范圍,而在思維的靈活性、創(chuàng)造性上做文章.
(2)運(yùn)算與論證的綜合.
中學(xué)代數(shù)偏重于運(yùn)算,并且常常有程序化、機(jī)械化的優(yōu)勢(shì)(運(yùn)算可以看成是機(jī)械化的推理).作為高層次的競(jìng)賽,停留在運(yùn)算的熟練和準(zhǔn)確上是不夠的,因而IMO的代數(shù)題常以抽象論證的面目出現(xiàn),并且時(shí)間也允許進(jìn)行大數(shù)字、多字母、多環(huán)節(jié)的硬運(yùn)算,一方面精確的演算為推理提供論據(jù),另一方面論證推理又提出演算的需要、兩者相輔相成.從理解題意開(kāi)始,到運(yùn)算結(jié)構(gòu)的分析、運(yùn)算階段的連接,乃至整個(gè)解題程序的調(diào)控,都有運(yùn)算與論證的交互推進(jìn),這構(gòu)成了IMO代數(shù)題的一個(gè)發(fā)展趨勢(shì),也體現(xiàn)著代數(shù)思維的一般性和從過(guò)程到對(duì)象(凝聚)等特征.(預(yù)賽表明,是我們的一個(gè)弱點(diǎn))
(3)與數(shù)論、組合、幾何的交叉.
代數(shù)知識(shí)在各個(gè)學(xué)科中都有基礎(chǔ)的作用,無(wú)論哪一門(mén)中學(xué)數(shù)學(xué)分支都少不了代數(shù)運(yùn)算. IMO試題避開(kāi)常規(guī)代數(shù)題的同時(shí),正在加強(qiáng)與各個(gè)學(xué)科的綜合,不等式不僅有大量的數(shù)列不等式、最優(yōu)化背景不等式,而且有越來(lái)越多的幾何不等式、數(shù)論不等式、組合不等式:方程知識(shí)也在數(shù)論問(wèn)題、幾何問(wèn)題或其他離散問(wèn)題中屢屢出現(xiàn).
2-2 幾何
歐幾里得的幾何雖然古老,但在提供幾何直覺(jué)和理性思維方面仍有不可替代的教育價(jià)值(許多科技工作者由此而啟蒙),因而,歷來(lái)受到數(shù)學(xué)競(jìng)賽的青睞,平面幾何證明已經(jīng)屬于IMO的屆屆必考的內(nèi)容,少則1題,多則2-3題.我國(guó)高中聯(lián)賽加試(二試)和冬令營(yíng)考試,也是年年必有平面幾何題.
IMO中的幾何問(wèn)題,包括平面幾何與立體幾何,但以平面幾何為主,立體幾何題從第22屆(1981)開(kāi)始已經(jīng)20多年沒(méi)有出現(xiàn)了,這一方面是組合幾何的涌入,另一方面是新穎的立體幾何題不好找,有的過(guò)淺,有的過(guò)舊,有的過(guò)難.
(1)幾何題的內(nèi)容.
IMO的平面幾何數(shù)量較多、難度適中、方法多樣,可以分成三個(gè)層次.
第一層次,是與中學(xué)教材結(jié)合比較緊密的常規(guī)幾何題,雖然也有軌跡與作圖,但主要是以全等法、相似法為基礎(chǔ)的證明,重點(diǎn)是與圓有關(guān)的命題,因?yàn)閳A的命題知識(shí)容量大、41