摘 要:本文結(jié)合數(shù)學(xué)解題中由猜想得到的一些數(shù)學(xué)結(jié)論出發(fā),給出了引入猜想的幾種渠道,分析了在數(shù)學(xué)課堂進行合理猜想的方法,結(jié)合數(shù)學(xué)課堂的實際教學(xué)情況,闡述了猜想在數(shù)學(xué)解題中的應(yīng)用。
關(guān)鍵詞:數(shù)學(xué);猜想;解題;
中圖分類號:O1-0 文獻標(biāo)識碼:A 文章編號:1674-3520(2014)-07-00-02
猜想在數(shù)學(xué)發(fā)展中有著不可忽視的作用,“先猜后證”不僅是研究數(shù)學(xué)的基本方法,同時也是學(xué)好數(shù)學(xué)、培養(yǎng)創(chuàng)造性才能的重要途徑。在數(shù)學(xué)課堂上適當(dāng)?shù)膽?yīng)用數(shù)學(xué)猜想,能夠縮短解決問題的時間,開發(fā)學(xué)生的智力,鍛煉學(xué)生的數(shù)學(xué)思維,提高學(xué)生的邏輯思維能力,而且還可以培養(yǎng)學(xué)生克服困難的堅強意志,自始至終地主動參與、體會數(shù)學(xué)知識探索的過程。
本文結(jié)合數(shù)學(xué)解題中由猜想得到的一些數(shù)學(xué)結(jié)論出發(fā),給出了引入猜想的幾種方法(渠道)。
一、猜數(shù)字規(guī)律
很多數(shù)學(xué)題在解答之前學(xué)生不知道如何來求解。所以,可借助于數(shù)學(xué)猜想進行探索。雖然猜想僅是根據(jù)直覺做出判斷,并不完全可靠,但很多時候猜想可能使我們越過常規(guī)思維的步驟,而直接去感受那些未曾出現(xiàn)過的東西,從而找到解題思路。
有些數(shù)學(xué)題的內(nèi)部規(guī)律很不明顯,學(xué)生一時理不出頭緒來,感覺很難解出來。這時,老師可以引導(dǎo)學(xué)生放棄常規(guī)思想,大膽猜想問題中隱含的規(guī)律,一旦猜想出其中的規(guī)律,問題就迎刃而解了。
例10 計算: 。
分析 這道題直接求和太麻煩了,應(yīng)先讓學(xué)生仔細(xì)觀察上式,他們會發(fā)現(xiàn)式子 與 中等號左邊的式子類似,于是想到把題中的每個加數(shù)分別分解成兩個分?jǐn)?shù)之差,并且前一個數(shù)分解出的減數(shù)與后一個數(shù)分解出的減數(shù)相同,這樣就可以逐一消去了。
因為
,
,
……
所以
=
=
=
=
。
通過猜想找到規(guī)律很容易就解出了這道題,而且也縮短了解題的時間。
二、猜解題方法
解題方法是根據(jù)問題所提供的信息來確定的,如果問題所提供的信息很隱蔽,不容易發(fā)現(xiàn)其內(nèi)在聯(lián)系,那么,最好是憑借直覺思維,先猜猜解題方法。
例11 如鐘表上,分針、時針的重疊問題是學(xué)生很頭痛的問題,教學(xué)時,教師可以投影一個鐘表,讓學(xué)生發(fā)表自己的意見,可以提示學(xué)生:這么難的問題,如果有規(guī)律,有公式可套那該有多好!然后教師可以引導(dǎo)學(xué)生:鐘表一圈可以分為60格,分針每走60格,時針走5格,所以時針是分針?biāo)俣鹊?,那么當(dāng)分針走了x格(即分鐘)時,時針走了 格
當(dāng)時間為1時:可得方程
當(dāng)時間為2時:可得方程
當(dāng)時間為3時:可得方程
………………………………………………………
由此可以猜出:當(dāng)時間 為時可得方程 。
在這個公式中,只要給出具體的值,就可以求出,這樣什么時間分針和時針相遇就會很容易求出,然后讓學(xué)生取值驗證,正確。那么難的問題用這樣一個公式就可以解決。接著教師可以“乘勝追擊”,時針和分針成角時有沒有規(guī)律?幾個學(xué)生討論后也會給出一個公式: (其中, 表示分鐘, 表示時間, 表示時針和分針?biāo)傻慕嵌龋?,雖然公式有一定的局限性,但出自學(xué)生之手,卻也來之不易。
三、猜問題的結(jié)果
有些開放性問題,沒有具體的結(jié)論,由于不知道目標(biāo)是什么,也就無法制定解題方法。所以,應(yīng)該像波利亞所說那樣:“可以在學(xué)生做題之前猜測該題結(jié)果或者部分‘結(jié)果’,這對尋找解題方向,制定解題策略是非常有用的。”
分析 如果結(jié)論成立,即平面SC 平面BDE則SC就垂直于平面上的所有直線,至少要垂直于其上的兩條相交線。SC DE為已知,則SC還要垂直于另一條直線BE或DB。由于E是SC的中點,BS必須BC與相等,這點容易由題設(shè)得到,所以此猜想成立。
要求二面角的平面角,最好在原圖中存在。其棱為BD這里有兩個角: 先看 ,若是,這就說明CD BD,ED BD。而由于SC垂直平面BDF,得SC BD。再由三垂線定理的逆定理可得CD BD。繼續(xù)看DE與BD、DE 關(guān)系,因為 所以BD垂直平面ASC,DE在平面ASC上,所以BD DE,這樣就證出了角EDC為二面角E-DB-C的平面角,再進一步求就可以了。
通過猜想結(jié)果,就可以把求解轉(zhuǎn)化為一個求證題,從而明確了解題方向。而且根據(jù)猜出的結(jié)果,我們就更容易找到解題方法。
四、猜特殊性質(zhì)
有些問題具有特殊性質(zhì),而這些性質(zhì)往往就是解題的關(guān)鍵,如果可以根據(jù)題中所提供的信息,大膽的去猜想,往往可使他們沖破常規(guī)思維的束縛,找到解題的關(guān)鍵。
例13 如圖:已知為等邊三角形,D、E、F分別在邊BC、CA、AB上,且三角形DEF也是等邊三角形。那么除已知相等的邊以外,還有哪些相等的線段?
分析AE=BF=CD, AF=BD=CE。題中給出的兩個三角形都是等邊三角形,因此可以根據(jù)等邊三角形的特殊性質(zhì)猜測一下還有相等的線段是:,。然后再證明就可以了。
這道題就是根據(jù)特定圖形的特殊性質(zhì)猜測可能的結(jié)果,然后再進行證明就簡單多了。
總之,我們要經(jīng)常提醒學(xué)生,在解題之前,要尋找感覺,要進行猜想。只有敢于探索、敢于創(chuàng)新才會有所發(fā)現(xiàn),因此教師要鼓勵學(xué)生敢于大膽的猜想,勇于開拓;同時又要培養(yǎng)學(xué)生具有科學(xué)家們頑強奮斗、不怕失敗,勇于拼搏的精神,這也正是《數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》中的情感態(tài)度與價值觀的具體體現(xiàn)。
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