翟恩勇
數(shù)學(xué)思想是指現(xiàn)實世界的空間形式和數(shù)量關(guān)系反映到人的意識之中,經(jīng)過思維活動而產(chǎn)生的一種結(jié)果.它是數(shù)學(xué)中處理問題的基本觀點與策略,是對數(shù)學(xué)基礎(chǔ)知識與基本方法本質(zhì)的概括.掌握數(shù)學(xué)思想方法,有助于學(xué)生提高解決問題的能力.
一、轉(zhuǎn)化思想
轉(zhuǎn)化思想是指在研究和解決有關(guān)數(shù)學(xué)問題時,通過某種方式與手段將復(fù)雜的問題轉(zhuǎn)化為簡單的問題,將難解的問題轉(zhuǎn)化為易于求解的問題,將未知的問題轉(zhuǎn)化為已知的問題.
例1解方程:x-2x+3-3x-3=1.
解析:解分式方程的基本思想就是轉(zhuǎn)化,即通過去分母把分式方程轉(zhuǎn)化為整式方程求解.去分母,得(x-2)(x-3)-3(x+3)=(x+3)(x-3).整理,得-8x=-6.解得x=34.檢驗:當(dāng)x=34時,(x+3)(x-3)≠0.所以x=34是原方程的解.
二、數(shù)形結(jié)合思想
數(shù)形結(jié)合思想是指在研究問題的過程中,由數(shù)思形、以形助數(shù),把數(shù)與形結(jié)合起來分析問題的一種思想方法.應(yīng)用數(shù)形結(jié)合思想解題,可使復(fù)雜的問題簡單化,抽象的問題直觀化.
例2如圖1,C為線段BD上一動點,分別過點B、D作AB⊥BD,ED⊥BD,連接AC、EC.已知AB=5,DE=1,BD=8,設(shè)CD=x.(1)用含x的代數(shù)式表示AC+CE的長.(2)點C滿足什么條件時,AC+CE的值最小?(3)根據(jù)(2)中的規(guī)律和結(jié)論,請構(gòu)圖求出代數(shù)式x2+4+(12-x)2+9的最小值.
解析:(3)中要求把(1)(2)中的數(shù)與形相結(jié)合,然后利用圖形特征幫助求解二次根式的最值,起到了化繁為簡,化難為易的作用.(1)運用勾股定理,易得AC+CE=(8-x)2+25+x2+1.(2)根據(jù)“兩點之間,線段最短”的性質(zhì)可知,當(dāng)A、C、E三點在同一條直線上時,AC+CE的值最小.(3)如圖2,畫線段BD=12,分別過點B、D作AB⊥BD,ED⊥BD,使AB=3,ED=2,連接AE交BD于點C.AE的長即為代數(shù)式x2+4+(12-x)2+9的最小值.過點A作AF∥BD,交ED的延長線于點F,得矩形ABDF, 則DF=AB=3,AF=BD=12.所以AE=122+(3+2)2=13, 即x2+4+(12-x)2+9的最小值為13.
三、方程與函數(shù)思想
所謂方程思想,是指對所要求解的數(shù)學(xué)問題,利用已知量和未知量之間的數(shù)量關(guān)系構(gòu)建方程(組),通過解方程(組)使問題獲解的思維方式. 函數(shù)思想,是指運用運動和變化的觀點,把問題中的數(shù)量關(guān)系用函數(shù)的形式表示出來,應(yīng)用函數(shù)知識進(jìn)行分析與研究,使問題獲解的思維方法.
例3某超市在“端午節(jié)”來臨前,購進(jìn)一種品牌粽子,每盒進(jìn)價是40元,超市規(guī)定每盒售價不得少于45元.根據(jù)以往銷售經(jīng)驗發(fā)現(xiàn):當(dāng)售價定為每盒45元時,每天可賣出700盒,每盒售價每提高1元,每天要少賣出20盒.(1)試求出每天的銷售量 y(盒)與每盒售價x(元)之間的函數(shù)關(guān)系式.(2)當(dāng)每盒售價定為多少元時,每天銷售的利潤 P(元)最大?最大利潤是多少?(3)為穩(wěn)定物價,有關(guān)管理部門限定:這種粽子的每盒售價不得高于58元.如果超市想要每天獲得不低于6000元的利潤,那么超市每天至少銷售粽子多少盒?
解析:(1)根據(jù)題意,得y=700-20(x-45)=-20x+1600.(2)P=(x-40)(-20x+1600)=-20x2+2400x-64000=-20(x-60)2+8000.因為x≥45,a=-20<0,所以當(dāng)x=60 時,P最大值=8000(元).即當(dāng)每盒售價定為60元時,每天銷售的利潤最大,最大利潤為8000元.(3)由題意,得-20(x-60)2+8000=6000.解這個方程,得x1=50,x2=70.因為拋物線P=-20(x-60)2+8000的開口向下,所以當(dāng)50≤x≤70 時,每天銷售粽子的利潤不低于6000 元.又因為x≤58,所以50≤x≤58.因為在y=-20x+1600 中,k=-20<0,所以y 隨x的增大而減小.所以當(dāng)x=58 時,y最小值=-20×58+1600=440,即超市每天至少銷售粽子440盒.
四、分類討論思想
當(dāng)被研究的問題包含多種情況,又不能一概而論時,必須按出現(xiàn)的所有情況來分別討論,得出各種情況下相應(yīng)的結(jié)論.這種處理問題的思維方式就是分類討論思想.分類時不重復(fù)、不遺漏,是分類討論的基本要求.