☉江蘇省鹽城市初級(jí)中學(xué) 孫 峰
化歸轉(zhuǎn)化思想是指運(yùn)用某種手段或方法把待解決的較為生疏或復(fù)雜的問(wèn)題轉(zhuǎn)化為熟悉的問(wèn)題來(lái)解決的思想方法.在解題實(shí)踐中,大部分試題的條件與目標(biāo)的聯(lián)系不明顯,能否根據(jù)問(wèn)題的特點(diǎn)和解題中出現(xiàn)的具體情況“隨機(jī)應(yīng)變”,調(diào)整思路,轉(zhuǎn)換策略,是我們順利解題的一個(gè)關(guān)鍵因素,也是思維靈活性的一個(gè)重要體現(xiàn),強(qiáng)化解題過(guò)程中的應(yīng)變能力,有利于提高解決數(shù)學(xué)問(wèn)題的思維能力和技能、技巧.化歸的關(guān)鍵是明確化歸的對(duì)象、目標(biāo)和方法,化歸的核心是實(shí)現(xiàn)問(wèn)題的規(guī)范化,化歸是數(shù)學(xué)解題的最基本的思想方法之一,在解題中應(yīng)用十分廣泛,下面舉例進(jìn)行說(shuō)明.
例1如圖1,在四邊形ABCD中,已知 AB∶BC∶CD∶DA=2∶2∶3∶1,且∠B=90°,求∠DAB的度數(shù).
解: 連接AC.因AB∶BC=1∶1,∠B=90°,所以∠BCA=∠BAC=45°,AC=AB.
設(shè)AB=2x,則AC=2x,CD=3x,DA=x.
圖1
所以 DA2+AC2=x2+(2x)2=9x2,CD2=(3x)2=9x2,所以DA2+AC2=CD2,∠DAC=90°,所以∠DAB=∠DAC+∠BAC=135°.
說(shuō)明:作輔助線是進(jìn)行幾何圖形轉(zhuǎn)化的常用手段,本例依據(jù)題設(shè)數(shù)據(jù)通過(guò)作輔助線實(shí)現(xiàn)了把不規(guī)則圖形轉(zhuǎn)化成規(guī)則圖形(直角三角形、等腰三角形)的過(guò)程,從而求出了問(wèn)題的解,這也是解幾何題的一般思路,而由幾何運(yùn)算向代數(shù)運(yùn)算的轉(zhuǎn)化,可使過(guò)程簡(jiǎn)化,思路清晰.善于轉(zhuǎn)化是解決一些新問(wèn)題的基本要求.
圖2
例2如圖2,矩形內(nèi)有兩個(gè)相鄰的正方形,面積分別為4和2,那么陰影部分的面積為_(kāi)_______.
解:本題主要考查矩形、正方形有關(guān)面積計(jì)算及觀察圖形、分析和解決問(wèn)題的能力,轉(zhuǎn)化的數(shù)學(xué)思想.通過(guò)觀察發(fā)現(xiàn)陰影部分的面積可化為矩形面積與小正方形面積的差,因此根據(jù)條件求出小矩形的長(zhǎng)與寬是解題的關(guān)鍵.易知小矩形的長(zhǎng)與寬分別是2、.故答案為2-2.
例3如圖3,A,B兩地之間有一座山,汽車(chē)原來(lái)從A地到B地須經(jīng)C地沿折線A→C→B行駛,現(xiàn)開(kāi)通隧道后,汽車(chē)直接沿直線 AB 行駛.已知 AC=10km,∠A=30°,∠B=45°,則隧道開(kāi)通后,汽車(chē)從A地到B地比原來(lái)少走多少千米?(結(jié)果精確到0.1km)(參考數(shù)據(jù):≈1.41,≈1.73)
圖3
分析:已知圖形是一個(gè)斜三角形,要求其解,可以通過(guò)作高線的方法,將其斜三角形轉(zhuǎn)化成直角三角形,這樣就便于運(yùn)用銳角三角形函數(shù)的知識(shí)求解.
解:過(guò)點(diǎn)C作CD⊥AB,垂足為D.在Rt△CAD中,因?yàn)锳C=10km,∠A=30°,
AB=AD+BD=(5+5)km,
≈5+5×1.41-5×1.73≈3.4.
大腸桿菌的基本特征:腸埃希氏菌通常稱(chēng)為大腸桿菌,是 Escherich在1886年發(fā)現(xiàn)的,在相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間內(nèi),一直被當(dāng)做正常腸道菌群的組成部分,認(rèn)為是非致病菌。直到20世紀(jì)中葉,才認(rèn)識(shí)到一些特殊血清型的大腸桿菌對(duì)人和動(dòng)物有病原性,尤其對(duì)嬰兒和幼畜(禽),常引起嚴(yán)重腹瀉和敗血癥。
所以隧道開(kāi)通后,汽車(chē)從A地到B地比原來(lái)少走約3.4km.
說(shuō)明:在解題時(shí),常把有待解決或難以解決的問(wèn)題通過(guò)某種轉(zhuǎn)化手段,使它轉(zhuǎn)化成已經(jīng)解決和比較容易解決的問(wèn)題,從而求得原問(wèn)題的解答,這種轉(zhuǎn)化思想不止用于解方程的換元,在解幾何證明及解綜合題也經(jīng)常用到,本題就是最好地說(shuō)明.
例4解方程2(x-1)2-5(x-1)+2=0.
解:令 y=x-1,則2y2-5y+2=0.
例5如圖4,四邊形ABCD是一矩形,E是AB上一點(diǎn),且BE∶EA=5 ∶3,EC=15,把△BCE沿折痕EC向上翻折,若點(diǎn)B恰好落在AD邊上,設(shè)這個(gè)點(diǎn)是F,以點(diǎn)A為原點(diǎn),以直線AD為x軸,建立直角坐標(biāo)系,求直線FC的解析式.
解:沿EC把△BCE向上翻折,點(diǎn)B落在點(diǎn)F,故△BCE≌△FCE,所以BE=FE,BC=FC.設(shè)EA=3t(t>0).因BE∶EA=5∶3,所以BE=5t,EF=5t.在 Rt△AEF中,可得AF=4t.所以E(0,-3t),B(0,-8t),F(xiàn)(4t,0).設(shè)BC=a,則點(diǎn)C的坐標(biāo)為(a,-8t).在 Rt△BCE中,BC2+BE2=EC2.所以a2+25t2=(15)2.
圖4
在 Rt△BCE與 Rt△DFC中,因∠1+∠2=90°,∠3+∠2=90°,所以∠1=∠3.
所以F(12,0),C(30,-24).
設(shè)圖像經(jīng)過(guò)點(diǎn)F、點(diǎn)C的一次函數(shù)解析式是y=kx+b.
說(shuō)明:本題的解題過(guò)程可以概括為三個(gè)轉(zhuǎn)化.首先,把條件敘述的幾何操作性語(yǔ)言通過(guò)空間想象轉(zhuǎn)化為圖形位置關(guān)系,正確畫(huà)出圖形,這是解此題的基礎(chǔ);第二,通過(guò)“設(shè)t”把“比”轉(zhuǎn)化為長(zhǎng)度,再數(shù)形結(jié)合把長(zhǎng)度轉(zhuǎn)化為點(diǎn)的坐標(biāo);第三,恰當(dāng)?shù)匕褕D形分解為相互關(guān)聯(lián)的“基本圖形”,把位置關(guān)系轉(zhuǎn)化為數(shù)量關(guān)系,最后通過(guò)反映數(shù)量關(guān)系的方程實(shí)現(xiàn)未知向已知的轉(zhuǎn)化.