楊繼承

摘 要：介紹了轉(zhuǎn)化思想在高中數(shù)學解題中的應用，包括數(shù)形轉(zhuǎn)化、換元轉(zhuǎn)化、空間向平面轉(zhuǎn)化、函數(shù)與方程的轉(zhuǎn)化、實際問題向數(shù)學問題的轉(zhuǎn)化等，轉(zhuǎn)化必須建立在等價的基礎上.

關鍵詞：解題；轉(zhuǎn)化；等價

美籍匈牙利數(shù)學家波利亞指出：“解題過程就是不斷變更題目的過程?！币簿褪钦f，解題過程是不斷轉(zhuǎn)化的過程，在數(shù)學解題中經(jīng)常要用到轉(zhuǎn)化思想。許多數(shù)學問題直接去解往往比較困難，如果應用轉(zhuǎn)化的思想，從另一個角度或者另一種方式去思考，能使問題變得簡單明了，易于解決.

一、數(shù)形轉(zhuǎn)化

例1.（教材必修2 P115第7題）設a，b，c，d∈R，求證：對于任意p，q∈R，

■+■≥■

解析：設A（a，b），B（c，d），C（p，q）

則AB=■，AC=■

BC=■

因為對于平面上的三點A、B、C，總有AC+BC≥AB

所以■+■≥■

小結與反思：數(shù)是對形的定量分析。形是數(shù)的直觀反映。數(shù)形結合就是在形中覓數(shù)，數(shù)中思形。把數(shù)量關系中的問題轉(zhuǎn)化為圖形的性質(zhì)問題來考慮，把圖形性質(zhì)問題轉(zhuǎn)化為數(shù)學問題來研究。

加強數(shù)形轉(zhuǎn)化能力的培養(yǎng)有助于提高學生的形象思維和直觀思維能力。

二、換元轉(zhuǎn)化

例2.求函數(shù)y=x-4■+4的最小值.

解析：令■=t（t≥0），有x=t2-1

則y=t2-4t+3=（t-2）2-1（t≥0）

所以，當t=2即x=3時，y有最小值-1

小結與反思：通過換元法將陌生的問題情境轉(zhuǎn)化為我們熟悉的數(shù)學模型（二次函數(shù)在區(qū)間上的最值問題），以利于我們用熟悉的經(jīng)驗去解決，達到化難為易、化繁為簡的目的.

三、空間向平面轉(zhuǎn)化

例3.長方體ABCD-A1B1C1D1的長、寬、高分別為3、2、1，沿長方體的表面從A到C1的最短距離為 .

■

解析：如圖（1），在長方體ABCD-A1B1C1D1中，AB=3，BC=2，BB1=1；

如圖（2）所示，將側面ABB1A1和側面BCC1B1展開，則有AC1=■=■，即經(jīng)過側面ABB1A1和側面BCC1B1時的最短距離是■；

如圖（3）所示，將側面ABB1A1和底面A1B1C1D1展開，則有AC1=■=3■，即經(jīng)過側面ABB1A1和底面A1B1C1D1時的最短距離是3■.

如圖（4）所示，將側面ADD1A1和底面A1B1C1D1展開，則有AC1=■=2■，即經(jīng)過側面ADD1A1和底面A1B1C1D1時的最短距離是2■.

由于3■<2■<■，所以沿長方體表面上由A到C1的最短距離為3■.

小結與反思：解決空間幾何體表面上兩點間最短路線問題，一般都是將空間幾何體表面展開，轉(zhuǎn)化為求平面內(nèi)兩點間的線段長，這體現(xiàn)了數(shù)學中的轉(zhuǎn)化思想，對學生的空間想象力提出了較高的要求。

四、函數(shù)與方程的轉(zhuǎn)化

例4.已知函數(shù)f（x）=2x-a，x≤0，x2-3ax+a，x>0，有3個不同的零點，求實數(shù)a的取值范圍.

解析：依題意，要使函數(shù)f（x）有三個不同的零點，則當x≤0時，方程2x-a=0，即2x-a必有一個根，此時00時，方程x2-3ax+a=0有兩個不等的實根，即方程x2-3ax+a=0有兩個不等的正實根，于是有Δ=9a2-4a>03a>0a>0，由此解得a>■，

因此，滿足題意的實數(shù)a需滿足0■，即■

小結與反思：函數(shù)是方程與不等式的中介，它們既有區(qū)別又有聯(lián)系，函數(shù)、方程、不等式就像“一胞三兄弟”，解決方程、不等式問題需要函數(shù)的幫助，有時需要通過探究函數(shù)的單調(diào)性和最值來解決問題。

五、實際問題轉(zhuǎn)化為數(shù)學問題

例5.已知美國蘋果公司生產(chǎn)某款iphone手機的年固定成本為40萬美元，每生產(chǎn)1萬只還需另投入16萬美元。設蘋果公司一年內(nèi)共生產(chǎn)該款iphone手機x萬只并全部銷售完，每萬只的銷售收入為R（x）萬美元，且R（x）=400-6x，040

（1）寫出年利潤W（萬美元）關于年產(chǎn)量x（萬只）的函數(shù)解析式。

（2）當年產(chǎn)量為多少萬只時，蘋果公司在該款iphone手機的生產(chǎn)中所獲得的利潤最大？并求出最大利潤。

解析：看到→看到分段函數(shù)及求最大利潤

↓想到→列出函數(shù)解析式，利用二次函數(shù)模型或“對

勾”函數(shù)模型求解。

（1）當0

當x>40時，W=xR（x）-（16x+40）=-■-16x+7360

所以，W=-6x2+384x-40，040

（2）當0

當x>40時，W=-■-16x+7360，由于■+16x≥2■=1600

當且僅當■=16x，即x=50∈（40，+∞）時，取等號，所以Wmax=5760

綜合可知，當x=32時，W取得最大值為6104萬美元。

小結與反思：解答數(shù)學應用題的關鍵：一是認真審題，讀懂題意，理解問題的實際背景，將實際問題轉(zhuǎn)化為數(shù)學問題；二是靈活運用數(shù)學知識和方法解決問題，得到數(shù)學問題中的解，再把結論轉(zhuǎn)譯成實際問題的答案。

轉(zhuǎn)化的實質(zhì)是化復雜為簡單，化抽象為直觀，化陌生為熟悉，化未知為已知，轉(zhuǎn)化必須建立在等價的基礎上，而扎實的基礎知識是實現(xiàn)轉(zhuǎn)化的前提。因此，教師在日常的課堂教學中要夯實學生的基礎，重視培養(yǎng)學生的各種能力，為他們在解題中順利“轉(zhuǎn)化”鋪路。

參考文獻：

顧桂斌.優(yōu)化解題的重要手段：轉(zhuǎn)化[J].高中數(shù)學教與學，2006（5）.