李學(xué)東
摘要:數(shù)學(xué)思想方法是數(shù)學(xué)知識的精髓,高中數(shù)學(xué)常用的思想方法有:函數(shù)與方程的思想、數(shù)形結(jié)合的思想、分類整合的思想、轉(zhuǎn)化與化歸的思想、特殊與一般的思想
關(guān)鍵詞:函數(shù)與方程;數(shù)形結(jié)合;分類整合;轉(zhuǎn)化與化歸;特殊與一般
數(shù)學(xué)思想方法是數(shù)學(xué)知識的精髓,是知識轉(zhuǎn)化為能力的催化劑。筆者結(jié)合多年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn),以具體的實(shí)例來談?wù)劯咧袛?shù)學(xué)思想方法的運(yùn)用,希望對讀者朋友們能有所借鑒。
一、 函數(shù)與方程的思想
【例1】已知A(0,1)、B(2,3)拋物線y=x2+mx+2,若拋物線與線段AB相交于兩個不同的交點(diǎn),求實(shí)數(shù)m的取值范圍。
解析:線段AB的方程為y=x+1(0≤x≤2),由已知條件y=x+1
y=x2+mx+2
在[0,2]上有不相等的實(shí)數(shù)根,消y化為關(guān)于x的一元二次方程,由x+1=x2+mx+2,得x2+(m-1)x+1=0.
設(shè)函數(shù)f(x)=x2+(m-1)x+1則
f-m-12<0
f(0)≥0
f(2)≥0
0<-m-12<2
解得:-32≤m<-1
故實(shí)數(shù)m的取值范圍是:-32,-1
函數(shù)與方程思想,就是要找到已知量與未知量之間的等量關(guān)系,然后設(shè)未知數(shù)、列方程或方程組,再解方程或方程組等步驟,從而達(dá)到求值目的,函數(shù)與方程思想是解決各類計算問題的基本思想,是運(yùn)算能力的基礎(chǔ)。
這種思想的運(yùn)用技巧主要有:求變量的取值范圍,常常轉(zhuǎn)化為求該函數(shù)的值域;通過構(gòu)造函數(shù),利用函數(shù)的性質(zhì)進(jìn)行解題。在解題過程中還應(yīng)注意:要從分析問題的結(jié)構(gòu)入手,找出主要矛盾,抓住某一關(guān)鍵變量,把等式看成關(guān)于這個主變量(常設(shè)為主元)的方程,再具體研究這個方程;數(shù)學(xué)中常見的如求曲線的交點(diǎn),函數(shù)的值域等問題常常轉(zhuǎn)化為方程問題來解決。
二、 數(shù)形結(jié)合的思想
【例2】已知實(shí)數(shù)x,y滿足y=9-x2求m=y+3x+1的取值范圍。
解析:y=9-x2≥0,變量x,y表示一個半圓,而m=y+3x+1=y-(-3)x-(-1),這與斜率公式結(jié)構(gòu)相吻合,因此我們可以看做動點(diǎn)D(x,y)到定點(diǎn)M(-1,-3)兩點(diǎn)連線的斜率,所以我們可以用數(shù)形結(jié)合的方法來求解。點(diǎn)D(x,y)在半圓y=9-x2≥0上,定點(diǎn)M(-1,-3),所以m=kDM,又已知的半圓與x軸的交點(diǎn)為N(-3,0),Q(-3,0)
kMN=-3-0-1-(-3)=-32,
kMQ=-3-0-1-3=34,結(jié)合圖形知,所求m的取值范圍為:- ,-32∪34,+
數(shù)形結(jié)合的思想是把數(shù)量關(guān)系轉(zhuǎn)化為圖形的性質(zhì),或者是把圖像的性質(zhì)轉(zhuǎn)化為數(shù)量關(guān)系,這種解決問題過程中“數(shù)”與“形”相互轉(zhuǎn)化的研究策略,就是數(shù)形結(jié)合的思想。在運(yùn)用過程中,由“形”到“數(shù)”的轉(zhuǎn)化,往往比較明顯,而由“數(shù)”到“形”的轉(zhuǎn)化卻需要有轉(zhuǎn)化的意識,所以數(shù)形結(jié)合思想的運(yùn)用常常偏重于由“數(shù)”到“形”的轉(zhuǎn)化。
數(shù)形結(jié)合的運(yùn)用技巧主要有:以形助數(shù)、以數(shù)解形。前者主要體現(xiàn)在如利用曲線方程、直線的斜率、單位圓、兩點(diǎn)間距離、點(diǎn)到直線的距離、直線的截距、函數(shù)的圖像等來解題;后者主要體現(xiàn)在平面解析幾何、向量坐標(biāo)運(yùn)算、立體幾何中空間向量的坐標(biāo)運(yùn)算等來解題。
三、 特殊與一般的思想
常用技巧主要有:通過構(gòu)造特殊函數(shù)、特殊數(shù)列,尋找特殊位置,利用特殊值、特殊方程等方法解決一般問題、抽象問題、運(yùn)動變化問題、不確定問題等。
如果同學(xué)們能夠熟練掌握高中數(shù)學(xué)的這些基本的思想方法,那么對于解數(shù)學(xué)題來說,基本上可以“以不變應(yīng)萬變,萬變不離其宗”。中國有句古話叫“授人以魚不如授人以漁”,說的就是這個道理。endprint