化歸思想也稱轉(zhuǎn)化思想,在中學(xué)數(shù)學(xué)里,化歸思想的應(yīng)用無處不在,當(dāng)感到思維受阻時(shí),可以換一個(gè)角度去思考. 運(yùn)用轉(zhuǎn)化思想解題,可以提高同學(xué)們的數(shù)學(xué)思維水平和解題能力. 現(xiàn)以2013年中考試題為例加以說明.
一、 化未知為已知
例1 (2013·臨沂)對(duì)于實(shí)數(shù)a,b,定義運(yùn)算“*”:a﹡b=a2-ab(a≥b),
ab-b2(a
例如4*2,因?yàn)?>2,所以4*2=42-4×2=8. 若x1,x2是一元二次方程x2-5x+6=0的兩個(gè)根,則x1*x2=______.
【解析】∵x1,x2是一元二次方程x2-5x+6=0的兩個(gè)根,∴(x-3)(x-2)=0,解得:x=3或2.
①當(dāng)x1=3,x2=2時(shí),x1*x2=32-3×2=3;
②當(dāng)x1=2,x2=3時(shí),x1*x2=3×2-32=-3.
故答案為:3或-3.
【點(diǎn)評(píng)】解決新定義類問題,首先應(yīng)準(zhǔn)確理解新定義概念,深刻揭示新定義的內(nèi)涵和本質(zhì),并從中獲取新的數(shù)學(xué)公式、定理、性質(zhì)、運(yùn)算法則或解題思路,進(jìn)而用類比的方法將他們轉(zhuǎn)化為熟悉的知識(shí)解決. 這種思想體現(xiàn)了化未知為已知的解題策略.
二、 化數(shù)為形
例2 (2013·揚(yáng)州)方程x2+3x-1=0的根可視為函數(shù)y=x+3的圖像與函數(shù)y= 的圖像交點(diǎn)的橫坐標(biāo),則方程x3+2x-1=0的實(shí)根x0所在的范圍是( ).
A. 0 C. 【解析】依題意得方程x3+2x-1=0的實(shí)根是函數(shù)y=x2+2與y=的圖像交點(diǎn)的橫坐標(biāo),這兩個(gè)函數(shù)的圖像如圖1所示,它們的交點(diǎn)在第一象限. 當(dāng)x=時(shí),y=x2+2=2,y==4,此時(shí)拋物線的圖像在反比例函數(shù)下方; 當(dāng)x=時(shí),y=x2+2=2,y==3,此時(shí)拋物線的圖像在反比例函數(shù)下方; 當(dāng)x=時(shí),y=x2+2=2,y==2,此時(shí)拋物線的圖像在反比例函數(shù)上方; 當(dāng)x=1時(shí),y=x2+2=3,y==1,此時(shí)拋物線的圖像在反比例函數(shù)上方. 故方程x3+x-1=0的實(shí)根x0所在范圍為: 【點(diǎn)評(píng)】本題是把求一元二次方程解的問題轉(zhuǎn)化為求函數(shù)圖像交點(diǎn)的橫坐標(biāo)問題,解決此類問題時(shí)應(yīng)注意函數(shù)與方程可以互相轉(zhuǎn)化,二者結(jié)合可優(yōu)勢(shì)互補(bǔ). 利用方程與函數(shù)圖像之間的關(guān)系,可將抽象的問題轉(zhuǎn)化為直觀的圖形,使解題變得簡單. 三、 化局部為整體 例3 (2013·大慶)如圖2,三角形ABC是邊長為1的正三角形,與所對(duì)的圓心角均為120°,則圖中陰影部分的面積為______. 【解析】如圖2,設(shè)與相交于點(diǎn)O,連接OA、OB、OC,線段OA將陰影的上方部分分成兩個(gè)弓形,將這兩個(gè)弓形分別按順時(shí)針及反時(shí)針繞點(diǎn)O旋轉(zhuǎn)120°后,陰影部分便合并成△OBC,它的面積等于△ABC面積的三分之一. ∴S陰影部分=××12=. 故答案為:. 【點(diǎn)評(píng)】通過轉(zhuǎn)化得出陰影部分的面積恰好為△ABC面積的三分之一是解答此題的關(guān)鍵. 利用平移、旋轉(zhuǎn)或軸對(duì)稱化零為整進(jìn)行思考,要正確把握整體與局部之間的關(guān)系,善于發(fā)現(xiàn)問題之間的內(nèi)在聯(lián)系,揭示轉(zhuǎn)化的規(guī)律. 四、 化空間圖形為平面圖形 例4 (2013·東營) 如圖3,圓柱形容器的高為1.2 m,底面周長為1 m,在容器內(nèi)壁離容器底部0.3 m的點(diǎn)B處有一蚊子,此時(shí)一只壁虎正好在容器外壁,離容器上沿0.3 m與蚊子相對(duì)的點(diǎn)A處,則壁虎捕捉蚊子的最短距離為______m(容器厚度忽略不計(jì)). 解:將圓柱沿其母線剪開,壁虎在圓柱展開圖4的矩形兩邊中點(diǎn)的連線上.過A作關(guān)于EF的對(duì)稱點(diǎn)A′,連接A′B,則線段A′B的長度為壁虎捉蚊子的最短距離,過B作BM⊥AA′于點(diǎn)M,在Rt△A′MB中,A′M=1.2 m,BM= m,所以A′B==1.3 m,即壁虎捉蚊子的最短距離為1.3 m. 【點(diǎn)評(píng)】沿圓柱表面的最短線段長度問題,常常是要將它展開轉(zhuǎn)化成平面圖形問題. 本題通過作出關(guān)于定直線的對(duì)稱點(diǎn),把同側(cè)線段長度和轉(zhuǎn)化為異側(cè)線段長度和,利用“兩點(diǎn)之間線段最短”,即可解決問題,軸對(duì)稱在此起到轉(zhuǎn)化作用. 五、 化不規(guī)則圖形為規(guī)則圖形 例5 (2013·長春)探究:如圖5,在四邊形ABCD中,∠BAD=∠BCD=90°,AB=AD,AE⊥CD于點(diǎn)E. 若AE=10,求四邊形ABCD的面積. 應(yīng)用:如圖6,在四邊形ABCD中,∠ABC+∠ADC=180°,AB=AD,AE⊥BC于點(diǎn)E. 若AE=19,BC=10,CD=6,則四邊形ABCD的面積為______. 解:如圖5,過點(diǎn)A作AF⊥CB,交CB的延長線于點(diǎn)F. ∵AE⊥CD,∠BCD=90°,∴四邊形AFCE為矩形, ∴∠FAE=90°,∴∠FAB+∠BAE=90°. ∵∠EAD+∠BAE=90°,∴∠FAB=∠EAD, 又AB=AD,∴△AFB≌△AED(AAS), ∴AF=AE,∴四邊形AFCE為正方形, ∴S四邊形ABCD=S正方形AFCE=AE2=102=100. 如圖6,過點(diǎn)A作AF⊥CD,交CD的延長線于F,連接AC. 則∠ADF+∠ADC=180°. ∵∠ABC+∠ADC=180°,∴∠ABC=∠ADF, ∴△ABE≌△ADF(AAS),∴AF=AE=19, ∴S四邊形ABCD=S△ABC+S△ACD=BC·AE+CD·AF=×10×19+×6×19=95+57=152. 【點(diǎn)評(píng)】將不規(guī)則圖形割補(bǔ)成規(guī)則圖形,是求不規(guī)則圖形面積的常用方法. 問題(1)是通過作輔助線構(gòu)造出全等三角形,將不規(guī)則的四邊形轉(zhuǎn)化為正方形;問題(2)是通過作輔助線構(gòu)造出全等三角形,把四邊形轉(zhuǎn)化為同高的兩個(gè)三角形. 轉(zhuǎn)化就是不斷地把一個(gè)尚待解決的問題轉(zhuǎn)化為已經(jīng)解決的問題,把一個(gè)復(fù)雜問題轉(zhuǎn)化為一個(gè)比較簡單的問題,這就是數(shù)學(xué)解題的通法,也是數(shù)學(xué)解題的有力武器!不斷轉(zhuǎn)化,不斷向已知靠攏,最終使問題獲解,這是轉(zhuǎn)化的精髓. (作者單位:江蘇省常州市武進(jìn)區(qū)湖塘實(shí)驗(yàn)中學(xué))