摘 要:“良好的方法能使我們更好地發(fā)揮運用天賦的才能,而拙劣的方法可能阻礙才能的發(fā)揮?!睌祵W習題類型繁多,技巧靈活,不可能總結出一套普遍適用的解題法則.一些結構簡單的問題,通過精心的聯(lián)想就能找到合 數學習題類型繁多,技巧靈活,不可能總結出一套普遍適用的解題法則.一些結構簡單的問題,通過適當的聯(lián)想就能找到合理的解題途徑;而結構復雜,抽象多變的數學題,需要在聯(lián)想的基礎上,聯(lián)合運用解題方法和技能技巧,才能逐步探求解題線索.本文以各種數學思維方法作指導,總結出六種中學數學解題的途徑,供同仁們參考.
一、枚舉尋徑法
有些數學問題中包含著多種可能情形,難以用一個算式完成解答.這時可以根據問題的條件,把各種可能情況一一列舉分別予以考查,從而完成原題的解答.這是完全歸納法在解題中的具體運用.在枚舉各種可能情況時,要充分利用劃分的思想,做到既不重復,又不遺漏.
例1.就k的不同取值,討論方程x2+(k-1)y2-3ky+2k=0代表何種曲線.
思考方法:這是一道解析幾何的討論題,枚舉k值的各種情況,就是對k值進行劃分.為此應用二元二次方程的判別式ΔB2-4AC可以從定型和定位入手,對k進行二次劃分.
略解:ΔB2-4AC=02-4×1×(k-1)=4(1-k).
若Δ>0,即k<1時,方程代表雙曲線形.當k<-8或0 若Δ=0,即k=1時,方程代表拋物線形.此時方程為x2=3(y-■)即表示頂點在(0,■),對稱軸為y軸,開口向上的一條拋物線; 若Δ<1,即k>1時,方程代表橢圓形.當1 二、特殊探索法 當一個問題無法入手時,我們不妨先考慮一下這個問題的特殊情況,當特殊情況得到解決的辦法時,往往會對一般的解法有所啟示,從而探明解題方法.特殊法是不完全歸納法在解題中的靈活運用. 例2.在△ABC中,AB=AC,證明BC邊上的任意一點P到其他兩邊的距離和是一個定值. 思考方法:定值多少不知道,而P又是BC上的任意一點是導致解題困難的原因.把點P取為一個特殊點B,試一試看. 證明:當點P就是B點時,它到兩邊距離之和就是AC邊上的高BD.任取BC邊上一點P,由點P分別向AC、AB作垂線,垂足分別是E、F,現(xiàn)在只需證PE+PF=DB即可.作PG//AC,交BD于點G,于是PE=GD,且∠FBP=∠C=∠CPB,從而Rt△PGB≌Rt△PFB,因而PF=BG,于是,PE+PF=BG+GD=BD.證畢. 三、逆推嘗試法 有些數學問題,條件和結論之間的關系比較復雜,直接從已知條件入手有時會在途中迷失方向,使解題無法進行下去.在這種情況下,不妨按照下面的途徑來逆推:(1)假設結論成立,看看可以推出什么性質;(2)想一想推出的性質和結論是不是互逆的,如果可逆,那么推出的性質可以作為結論的“需知”;(3)進而考查推出的性質和條件在邏輯上有什么必然的聯(lián)系,從而使解題的方向逐步明確.逆推法是分析法在探索解題途徑中的運用. 例3.在△ABC中,若sinA,SinB,SinC成等差數列,求證:cot(■),cot(■),cot(■)也成等差數列. 思考方法:假設結論成立,即有cot(■)+cot(■)=2cot(■)……(1)而由條件可推得sinA+sinC=2sinB……(2),為證得結論成立,只需由(2)推出(1). 證:由已知條件得,sinA+sinC=2sinB即2sin[■]cos[■]= 2sin(A+C) 由此得2sin[■]cos[■]=4sin[■]cos[■],而sin[■]≠0. 得cos[■]=2cos[■],移項得,cos[■]-cos[■]=cos[■],即2sin(■)sin(■)=sin(■)(3),又cot(■)+cot(■)= ■+■=■=■=■=2cot(■),故命題得證. 四、變更問題法 數學是一個有機的整體,它的各部分之間相互聯(lián)系,相互滲透,為問題的轉化提供了有利的條件.有些數學問題使用通常方法難以奏效時,可以根據題設及其特點把問題轉化為另一種易于求解的形式,從而尋求原題的解題途徑. 例4.已知a■+b■=1,求a2+b2. 思考方法:用常規(guī)進行思考,將遇到困難.但觀察已知等式可得,1-≤b≤1,且a、b中至少有一個為正數.于是不妨設a=sinα, 0≤a≤■,b=sinβ,-■≤β≤■.將問題轉換為三角問題. 解:a=sinα,0≤α≤■,b=sinβ,-■≤β≤■. 由題設得sinα cosβ+cosα sinβ=1,即sin(α+β)=1 因為-■≤α+β≤π,所以α+β=■,α=■-β, 故a2+b2=sin2α+sin2β=sin2(■-β)+sin2β=cos2β+sin2β=1. 五、數形結合法 直角坐標平面和極坐標平面上的點與曲線,復平面上的點和向量,它們都與有序實數對或方程與之對應.這種對應奠定了數形結合的理論基礎.“數離形時缺直覺,形缺數時難入微”.一般來說,與方程、函數、不等式、復數及三角有關的問題,運用“形”這個直觀模型,常有變中求定,動中求靜,化難為易之作用. 例5.解不等式4■<2-■ 思考方法:如果采用純代數方法解,將要分多種情況討論,而且計算量大,采用數形結合,則能克服上述弊端. 解:令y1=4■,y2=2-■即求y1 的解集為[-2,■][■,2]. 六、化簡條件法 有些數學問題,結構比較復雜,不太容易入手。這時可以簡化題中的某些已知條件,甚至暫時撇開不管,先開了一個簡化命題.這種簡化問題,對于解答原題,常常能起到穿針引線的作用.簡化條件法是類比法在解題中的具體運用. 例6.設a,b,c均是非負實數,且a+b+c=1.又設x1,x2,x3均為正數,且y1=ax1+bx2+cx3,y2=bx1+cx2+ax3,y3=cx1+ax2+bx3 求證:y1y2y3≥x1x2x3. 思考方法:本題條件比較復雜,注意到x1,x2,x3;y1,y2,y3具有輪換對稱的特點,我們可以把原題減少一個變量,考慮下面的簡化命題: 設a,b是均非負實數,且a+b=1,又設x1x2均為正數,且y2=bx1+ax2.求證:y1y2≥x1x2. 簡化后的命題比原命題要簡單得多,顯然有y1y2=(ax1+bx2)(bx1+ ax2)=ab(x21+x22)+(a2+b2)x1x2≥2abx1x2+(a2+b2)x1x2 =(a+b)2x1x2=x1x2 化簡后的命題與原命題的結構完全一致,于是上述證明途徑,可用以指導原題的證明.應用均值不等式、三數和的立方公式及不等式的性質不難證明原題。 化簡命題法體現(xiàn)了解題中“進”與“退”的辯證思想,當“進”有困難時,不妨暫時退下來,退到容易看清楚問題的地方,看透了,認準了,然后再前進. 關于中學數學的解題途徑,絕不止上述六種。教師在傳授知識的同時特別在例題的教學中,要不時時機地滲透數學思想,總結解題方法和揭示解題途徑.這樣,對培養(yǎng)學生的邏輯思維,形成一定的數學能力有著極其重要的意義. 參考文獻: 王仲春,李元中.數學思維與數學方法論.高等教育出版社,1989. (作者單位 新疆維吾爾自治區(qū)霍城縣第二中學)理的解題途徑;而結構復雜的數學題一般需要聯(lián)合運用多種解題方法和技巧,才能探求解題線索。以各種數學思維方法作指導,結合教學實踐,總結出六種中學數學解題的途徑,供數學愛好者參考。 關鍵詞:解題途徑;數學思維方法;枚舉法;逆推嘗試法;數形結合法;變更問題法