祁山國寶
摘 要:掌握數(shù)學(xué)解題思想和解題方法,能夠極大的提高學(xué)生的解題能力和數(shù)學(xué)應(yīng)用能力。本文首先討論了高中數(shù)學(xué)教學(xué)中常用的解題思想,并對這些解題思想所延伸的數(shù)學(xué)解題方法進(jìn)行探究,為高中數(shù)學(xué)科目教師的教學(xué)活動的開展提供資料參考。
關(guān)鍵詞:高中數(shù)學(xué);解題方法;解題思想;探究
一、 高中數(shù)學(xué)常用解題思想
1. 數(shù)形結(jié)合思想
數(shù)形結(jié)合是數(shù)學(xué)科目學(xué)習(xí)和研究的基本思想,數(shù)形結(jié)合在高中教學(xué)中的應(yīng)用,包括以形助數(shù)和以數(shù)輔形兩個方面。以形助數(shù),是指借助形的生動和直觀性來闡明數(shù)之間的關(guān)系,并以形為手段,數(shù)為目的,來完成對數(shù)學(xué)問題更為直觀的解答。以數(shù)輔形,就是指借助于數(shù)的精確性,來闡明某些圖形的性質(zhì),是以形為目的,以數(shù)為手段的一種數(shù)學(xué)思想。數(shù)形結(jié)合思想在高中數(shù)學(xué)中應(yīng)用的關(guān)鍵,就是弄清楚數(shù)和形的關(guān)系,并把握好以數(shù)輔形和以形助數(shù)的要點,應(yīng)用有效的技巧和方法,提高數(shù)學(xué)解題效率,并學(xué)會應(yīng)用數(shù)形結(jié)合來解決數(shù)學(xué)問題。
2. 分類討論的思想方法
分類討論是一種化整為零與歸類整理類的解題思想,分類討論法能夠幫助學(xué)生以更加系統(tǒng)的形式,掌握數(shù)學(xué)知識,還能夠讓學(xué)生認(rèn)清不同知識點之間的差別,從而幫助學(xué)生在遇到數(shù)學(xué)問題時,準(zhǔn)確、靈活的選擇方法。分類討論思想方法在教學(xué)中的應(yīng)用,主要是對于定理、概念的歸納,對公式和運(yùn)算性質(zhì)的運(yùn)用。對于一些不確定的數(shù)量、不確定的圖形形狀或位置、不確定的結(jié)論等,也都可以用分類討論的方法研究并解決。
3. 函數(shù)與方程的思想方法
函數(shù)與方程同樣是數(shù)學(xué)學(xué)科中重要的方法與思想。這種數(shù)學(xué)思想從問題的數(shù)量關(guān)系入手,通過運(yùn)用數(shù)學(xué)語言將問題中的條件轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)模型,通過數(shù)學(xué)模型的推演和計算,最終解決問題。函數(shù)涉及的知識點多,更是高考的重點考點。教師在日常教學(xué)中,要教會學(xué)生使用函數(shù)思想,并能夠?qū)?shù)學(xué)問題轉(zhuǎn)化為函數(shù)和方程,最終解決問題。
4. 等價轉(zhuǎn)化思想與方法
等價轉(zhuǎn)化方法,在高中數(shù)學(xué)函數(shù)、幾何等方面都有所應(yīng)用,該方法就是將未知的問題轉(zhuǎn)化為已知可解的問題和模型,來解決數(shù)學(xué)問題的一種方法。教學(xué)中,教師要加強(qiáng)對學(xué)生問題轉(zhuǎn)化意識的培養(yǎng),提高學(xué)生的數(shù)學(xué)應(yīng)變能力。讓學(xué)生學(xué)會如何在數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)中和解題中應(yīng)用轉(zhuǎn)化思想,對提高學(xué)生思維能力和解題技巧十分重要。
二、 高中數(shù)學(xué)教學(xué)中常用的解題方法
高中數(shù)學(xué)中,所有具體的解題方法,都是建立在上述數(shù)學(xué)思想之上的。教師在教學(xué)中,一定要加強(qiáng)對學(xué)生數(shù)學(xué)思想的培養(yǎng),并以此為基礎(chǔ),讓學(xué)生能夠掌握一些有效的、科學(xué)的解題方法和技巧。在高中數(shù)學(xué)科目教學(xué)中,經(jīng)常涉及的解題方法包括配方法、換元法、待定系數(shù)法、定義法、數(shù)學(xué)歸納法、參數(shù)法、反證法、消去法、分析與綜合法等。
1. 配方法
配方是對數(shù)學(xué)等式或不等式進(jìn)行定向變形的方法,該方法在二次方程、二次不等式、二次函數(shù)、二次代數(shù)式等討論與求解中經(jīng)常用到。配方法最常用的配方依據(jù)包括二項完全平方公式、正弦、余弦定理等。
【例1】 設(shè)非零復(fù)數(shù)a、b滿足a2+ab+b2=0,求aa+b1998+ba+b1998。
該題目是一道難度較高的代數(shù)題,在該題目的解題中,可以采用替換法。解題思路為:已知a、b為非零復(fù)數(shù),因此可以將等式a2+ab+b2=0兩邊同時除以b2,整理得到ab2+ab+1=0,將ab當(dāng)做整體帶入,得到ab3等于1,將該結(jié)果帶入算式,最終得到結(jié)果。
2. 換元法
在解數(shù)學(xué)問題時,我們可以將數(shù)學(xué)問題中的某個式子當(dāng)做一個整體,用變量來替代,從而實現(xiàn)問題的簡化。
【例2】 △ABC的三個內(nèi)角A、B、C滿足:A+C=2B,1cosA+1cosC=-2cosB,求cosA-C2的值。
本題目可以運(yùn)用三角換元的方法解決,由已知條件可得到A+C=2B,根據(jù)三角形內(nèi)角和等于180度的性質(zhì),可以得到A+C=120°,換元,整理后可以得到cosA-C2的值。本題目在解答時,還可以用1cosA+1cosC=-22進(jìn)行均值換元,并結(jié)合三角形公式變形換算來得到答案。不同的換元方式,只要思路正確,可以用于對計算結(jié)果的驗證。這種驗證方法準(zhǔn)確度更高,教師可以引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會這種驗證方式,以提高學(xué)生解題正確率。
3. 待定系數(shù)法
待定系數(shù)法能夠用于分解因式、拆分分式、數(shù)列求和、求函數(shù)式、在復(fù)數(shù)、解析幾何中求曲線方程等問題中,待定系數(shù)法通過運(yùn)用變量間的函數(shù)關(guān)系,并根據(jù)所給的已知條件,來解決數(shù)學(xué)問題。待定系數(shù)法在應(yīng)用時,首先要確定所求問題含有待定系數(shù)的解析式,并根據(jù)恒定條件列出含待定系數(shù)的方程,最后通過解方程組和消去待定系數(shù),解決問題。
【例3】 設(shè)橢圓中心在(2,-1),橢圓的一個焦點與短軸兩端連線相互垂直,并且此焦點與長軸較近的端點距離為10-5,求橢圓的方程。
本題目在解題時,首先要設(shè)a、b、c的值,通過垂直關(guān)系式和勾股定理,來建立橢圓方程,并將焦點與長軸較近端點的距離轉(zhuǎn)化為a-c,最后列出第二個方程。解題思路具體為,先設(shè)方程所需要的未知數(shù),并將幾何條件轉(zhuǎn)化為方程,最后求解,并用系數(shù)帶入方程,最后得到答案。
4. 定義法
顧名思義,定義法就是直接運(yùn)用數(shù)學(xué)定義來解題,在定義法中,包括定理、公式、性質(zhì)和法則等,都是揭示數(shù)學(xué)邏輯關(guān)系的工具。定義作為數(shù)學(xué)知識的精華,更是完成數(shù)學(xué)解題活動的基礎(chǔ)。在定義法的運(yùn)用中,需要學(xué)生能夠了解定義所代表的含義和其在具體數(shù)學(xué)問題中的應(yīng)用方法。
【例4】 求過定點M(1,2),以x軸為準(zhǔn)線,離心率為 1/2 的橢圓定點下的軌跡方程。
本題目是一道關(guān)于橢圓和圓錐曲線的題目,在解答本題目時,只要抓住圓錐曲線的統(tǒng)一定義,就能夠得到|AF|d=12并建立方程,再運(yùn)用離心率定義構(gòu)建另外一個方程。本題目在解題過程中,需要按照曲線軌跡方程的求解步驟,分析曲線上動點所滿足的條件。在解題中需要巧妙的運(yùn)用橢圓的統(tǒng)一定義和離心率的定義。在具體的數(shù)學(xué)教學(xué)中,圓錐曲線的點、焦點、準(zhǔn)線、離心率等,通??梢杂枚x法來解決,在解題中經(jīng)常會用到橢圓、雙曲線、拋物線等定義。
5. 數(shù)學(xué)歸納法
在高中數(shù)學(xué)教學(xué)和解題中,經(jīng)常遇到的數(shù)學(xué)歸納法包括完全歸納和不完全歸納兩種方法。但不完全歸納法只適用于解題,在數(shù)學(xué)推理論證中應(yīng)用是不科學(xué)的。教師在教學(xué)中,要注意兩種歸納法的講解,并讓學(xué)生明確數(shù)學(xué)歸納法兩種不同歸納方法的特點和應(yīng)用。教師在關(guān)于代數(shù)不等式、自然數(shù)n有關(guān)的恒等式、三角不等式、數(shù)列問題、幾何問題和整除性問題的解決中,可以教學(xué)生使用數(shù)學(xué)歸納法。
綜上所述,除上述經(jīng)典的常用解題方法外,在高中數(shù)學(xué)解題中還會用到諸如參數(shù)法、反證法、消去法、分析與綜合法等解題方法,不同的解題方法適用于不同的題型。只有讓學(xué)生得到數(shù)學(xué)解題方法和數(shù)學(xué)理論思想掌握水平的雙提高,才能夠在提高學(xué)生解題速度和正確率的同時,實現(xiàn)對學(xué)生數(shù)學(xué)綜合應(yīng)用能力的培養(yǎng),最終在讓學(xué)生更自如應(yīng)對考試的同時,能夠得到數(shù)學(xué)綜合應(yīng)用能力的提升。
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