毛芹
【內(nèi)容摘要】函數(shù)在高中數(shù)學中有著非常重要的作用,是學生在進行數(shù)學學習時的重點與難點。在函數(shù)教學中,教師應該注重學生分析能力的培養(yǎng)并加強解題思路的引導,其中化歸思想在函數(shù)教學中有著很重要的作用。化歸思想即是把一個比較復雜的問題通過一定的方法,將其轉(zhuǎn)化為我們能夠解決的簡單問題,進而解決原有問題的解題方法。在函數(shù)教學的過程中,教師可以有意識培養(yǎng)學生的化歸思想,使學生在解題的過程中思路更加清晰,提高解題速度。
【關(guān)鍵詞】高中函數(shù) 化歸思想 解題研究
引言
在對學生進行化歸思想教育的過程中,要注意化歸思想的幾個主要原則,首先是把未知的問題轉(zhuǎn)化為已知的問題,把復雜的問題轉(zhuǎn)化為簡單的問題。其次把有難度的問題轉(zhuǎn)化為基礎(chǔ)的問題,把抽象的問題具體化、特殊化。另外,還要注意理論與實際相結(jié)合,教師還要在解題的過程中,不斷的深化化歸思想,使學生能夠熟練的掌握和應用。
一、化歸思想方法的類型
化歸思想簡單的理解就是轉(zhuǎn)化與歸結(jié),主要包括三個基本的要素:化歸的對象、化歸的途徑以及化歸的目標。轉(zhuǎn)化主要包括等價的轉(zhuǎn)化和非等價的轉(zhuǎn)化,其中通過等價轉(zhuǎn)化而得到的問題與原問題在本質(zhì)上是相同的,而非等價轉(zhuǎn)化得來的問題與原問題的本質(zhì)不相同,必須對結(jié)果進行檢驗并加以補充與修改,才能確定轉(zhuǎn)化的等價性?;瘹w思想主要有以下幾種
1.數(shù)與形的轉(zhuǎn)化
在函數(shù)教學中,數(shù)形結(jié)合是常用的解題方法之一,函數(shù)的解析式可以用函數(shù)的圖像清晰的表示,而且函數(shù)的圖像也可以借助函數(shù)表達式進行表達,在解題的過程中可以通過數(shù)與形的相互聯(lián)系和統(tǒng)一,使學生獲得準確而簡單的答案。
例:已知∣x∣=ax+1方程式中有一個負根,而且沒有正根,求出a的取值范圍。
根據(jù)分析,可以將方程的兩邊看作是兩個函數(shù),然后分別作出函數(shù)圖像。
L1:y=∣x∣;L2:y=ax+1。等式中L2是通過(0,1)的直線,如果要使x的取值為負的,則需要a≥1。
2.映射的化歸
(1)高中數(shù)學中的函數(shù)概念有很強的抽象性與概括性,其本質(zhì)是一種映射關(guān)系。在教學的的過程中,教師傾向于通過舉例來講解函數(shù)的概念,導致學生沒有從本質(zhì)理解函數(shù)的概念,只是大概的了解函數(shù)的概念和例子。在函數(shù)性質(zhì)的教學中,教師可以將抽象的函數(shù)概念化歸成簡單的形式,以便于學生的理解和記憶。例如:滿足f(x+y)+f(x-y)=2f(x)f(y)的函數(shù)模型為三角函數(shù),滿足f(x)·f(y)=f(xy)的函數(shù)模型為冪函數(shù),另外滿足f(x+y)=f(x) ·f(y)的函數(shù)模型為指數(shù)函數(shù),這些等價關(guān)系之間的化歸在函數(shù)解題過程中有著重要的作用。
(2)在計算函數(shù)問題的過程中,我們可以將其轉(zhuǎn)化為具體數(shù)值,通過對數(shù)值進行計算找到解題的思路與方法,這就是函數(shù)問題中經(jīng)常用到的“賦值法”。例如:已知偶函數(shù)g(x)在零到正無窮上是增函數(shù),那么g(x)>g(1)的解集是?對于這個問題,教師舉一個具體的函數(shù)g(x) =x2的例子即可以向?qū)W生說明。
3.一般與特殊的轉(zhuǎn)化
在解決數(shù)學問題的過程中,一般與特殊的情況可以進行相互的轉(zhuǎn)化。有些數(shù)學問題通過一般的方法比較復雜,但是如果根據(jù)特殊情形進行思考則可以獲得比較簡單的解題思路。另外,特殊情況下得到的結(jié)論通過總結(jié)與歸納也可以推廣到一般的情形。例如:如果(3x+1)5=a0+a1x+a2x2+a3x3 +a4x4+a5x5,求a0+a2+a4的值。首先分析,這個題目運用一般的思路比較復雜也不容易得出答案,那么就可以考慮運用特殊值的方法進行解題。
令x=1,則可以得出a0+a1+a2+a3+ a4+a5=4
令x=-1,可以得出a0-a1+a2-a3+a4-a5=32相加得2(a0+a2+a4)=36,得出結(jié)果a0+a2+a4=18
這種方法不僅簡單那便捷,而且可以激發(fā)學生的學習興趣與思考的熱情,使其更愿意主動的發(fā)現(xiàn)的新的解題方法,以此來提高學生的解題能力。
4.正面與反面的轉(zhuǎn)化
解決數(shù)學問題的過程中,我們可以從不同的角度進行思考與分析,有的問題從正面解決比較容易,而有的問題則需從反面入手。根據(jù)實際情況,從正確的角度來解決問題。在解決概率問題的過程中,我們可以運用到正面與反面的轉(zhuǎn)化。例如某射擊選手每次擊中目標的概率為0.7,連續(xù)射擊8次,并且每次的射擊都是獨立、互不影響的。那么這個射擊選手至少擊中一次目標的概率為多少?
首先我們考慮從正面對這個問題進行解答,這就需要我們把8種情況進行逐一分析。那么就要考慮在射擊的過程中恰好擊中一次、兩次、三次、四次、五次、六次、七次、八次的情況,這個過程分析起來就比較的復雜,所以我們可以忽略這種方法,從反面進行著手,來分析對立事件的概率,即射擊選手八次均未擊中目標的情況。把八次均為擊中目標的概率記為p8(0),那么p8(0)=C80(0.7)0 (1-0.7)8那么射擊選手至少擊中一次目標的概率為1-p8(0)。這種方法避免了繁瑣的分析過程,不僅減少了運算過程中的錯誤率而且使問題的解決更加的快速。在考試的過程中,學生如果能夠熟練的運用。
二、化歸思想的重要性
1.學生在學習數(shù)學知識的過程中,化歸思想可以起到很好的融合作用,并使學生循序漸進的掌握數(shù)學知識。例如在平面幾何的教學中,我們可以多次使用化歸的思想,使學生清楚的了解到復雜的幾何圖形都是由簡單的圖形組合而成的,幫助學生理清思路。另外在鈍角三角函數(shù)中,將鈍角轉(zhuǎn)化為銳角進行來解決問題。通過這種方法,可以加深學生對化歸思想的理解。
2.化歸思想不僅可以提高學生的學習能力,而且可以培養(yǎng)學生分析解決問題的能力。在解題的過程中,學生不僅可以回顧已學過的知識,而且可以使用不同的方法進行模型轉(zhuǎn)換。在高中的函數(shù)教學中,化歸思想就是將各個函數(shù)溝通起來的橋梁,它可以把函數(shù)知識與解題模式充分的結(jié)合起來,從而提高學生的解題能力。
小結(jié)
化歸思想在高中函數(shù)教學中有著廣泛的應用,在解題的過程中,化歸思想可以把未知的問題轉(zhuǎn)化為已知的問題,將一些比較復雜的問題簡單化。在培養(yǎng)學生思維品質(zhì)的基礎(chǔ)上,提高學生的解題能力。
(作者單位:江蘇省江安高級中學)