所謂的化歸思想方法,就是在研究和解決有關(guān)數(shù)學(xué)問(wèn)題時(shí)采用某種手段將問(wèn)題通過(guò)變換使之轉(zhuǎn)化,進(jìn)而達(dá)到解決的一種方法。一般總是將復(fù)雜問(wèn)題通過(guò)變換轉(zhuǎn)化為簡(jiǎn)單問(wèn)題;將難解的問(wèn)題通過(guò)變換轉(zhuǎn)化為容易求解的問(wèn)題;將未解決的問(wèn)題通過(guò)變換轉(zhuǎn)化為已解決的問(wèn)題??傊?,化歸在數(shù)學(xué)解題中幾乎無(wú)處不在,化歸的基本功能是:生疏化成熟悉,復(fù)雜化成簡(jiǎn)單,抽象化成直觀,含糊化成明朗。說(shuō)到底,化歸的實(shí)質(zhì)就是以運(yùn)動(dòng)變化發(fā)展的觀點(diǎn),以及事物之間相互聯(lián)系,相互制約的觀點(diǎn)看待問(wèn)題,善于對(duì)所要解決的問(wèn)題進(jìn)行變換轉(zhuǎn)化,使問(wèn)題得以解決。實(shí)現(xiàn)這種轉(zhuǎn)化的方法有:待定系數(shù)法,配方法,整體代入法以及化動(dòng)為靜,由抽象到具體等轉(zhuǎn)化思想。
數(shù)學(xué)化歸思想起初只是被用來(lái)作為數(shù)學(xué)教育中的思想方法,但后來(lái)隨著人們對(duì)這一概念的認(rèn)識(shí)的深入,人們發(fā)現(xiàn)數(shù)學(xué)化歸思想的轉(zhuǎn)換思路可以被用來(lái)解決一些比較復(fù)雜、陌生、新穎的問(wèn)題。因此,數(shù)學(xué)化歸思想的含義不僅僅停留在重要的數(shù)學(xué)的解題方面,還延伸到了解決問(wèn)題的思維策略。順著數(shù)學(xué)化歸思想的方法,它可以在建筑工程中有很多的實(shí)際運(yùn)用,為復(fù)雜的建筑工程建設(shè)提供了很大的幫助。
一、高中數(shù)學(xué)化歸思想的認(rèn)識(shí)
高中數(shù)學(xué)化歸思想是解決高中數(shù)學(xué)的重要的思想方法,同時(shí)它曾經(jīng)被譽(yù)為是萬(wàn)能的方法,它的核心是轉(zhuǎn)化,它還可以將實(shí)際問(wèn)題轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)學(xué)代數(shù)相關(guān)知識(shí)的問(wèn)題。此外,高中數(shù)學(xué)化歸思想不僅僅指的是我們的高中數(shù)學(xué)知識(shí),相關(guān)類似數(shù)學(xué)化歸思想的運(yùn)用在很多領(lǐng)域都被涉及,因此它的含蓋面比較廣,它可以籠統(tǒng)的指亟待解決或難以解決的問(wèn)題,通過(guò)某種轉(zhuǎn)化過(guò)程把它變成我們?nèi)菀捉鉀Q的問(wèn)題過(guò)程中所運(yùn)用到的手段或者方法。數(shù)學(xué)化歸思想一般都有三個(gè)基本原則,第一個(gè)原則是熟悉化原則,意思是就是能將遇到的陌生的問(wèn)題變成我們熟知的問(wèn)題,能大大改變我們對(duì)問(wèn)題專注度,很好的很便利的利于我們對(duì)問(wèn)題的認(rèn)識(shí),例如楊輝三角,通過(guò)平常構(gòu)架三角形的方式簡(jiǎn)單快捷的證明了二項(xiàng)式定理。第二個(gè)原則是簡(jiǎn)單化原則,它的顯著特點(diǎn)是能夠?qū)?fù)雜的問(wèn)題變成簡(jiǎn)單的問(wèn)題,第三個(gè)原則就是直觀化原則。它的意思就是能將抽象化問(wèn)題轉(zhuǎn)變?yōu)榫唧w的實(shí)際問(wèn)題。
二、高中數(shù)學(xué)化歸思想與建筑工程
(一)高中數(shù)學(xué)化歸思想與建筑工程知識(shí)聯(lián)系。眾所周知,數(shù)學(xué)知識(shí)與建筑工程學(xué)的知識(shí)之間有密不可分的聯(lián)系。從某種意義上說(shuō),靈活運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)的能力是建筑工程設(shè)計(jì)與加工制造人員必備的知識(shí)。數(shù)學(xué)化歸思想作為重要的數(shù)學(xué)思想方法,也是更加與建筑工程設(shè)計(jì)有著緊密的聯(lián)系。數(shù)學(xué)化歸思想的轉(zhuǎn)化能很好的將問(wèn)題簡(jiǎn)化成我們熟知的問(wèn)題,極大的方便我們對(duì)問(wèn)題的解決,尤其是建筑工程中的難題,大多建筑工程難題都是理科性的,理科性的問(wèn)題一大特點(diǎn)就是比較抽象的,運(yùn)用數(shù)學(xué)化歸思想能很好的幫助很多人將轉(zhuǎn)化抽象問(wèn)題的轉(zhuǎn)變?yōu)榫唧w問(wèn)題考慮。
(二)高中數(shù)學(xué)化歸思想與建筑工程結(jié)合的探究。建筑建筑工程中數(shù)學(xué)化歸思想的探究,體現(xiàn)在將建筑工程中遇到的復(fù)雜或者新穎的問(wèn)題轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)知識(shí)解決,例如運(yùn)用數(shù)學(xué)曲率、數(shù)學(xué)積分知識(shí)解決建筑工程實(shí)際問(wèn)題,下面是它們的具體例子。建筑工程設(shè)計(jì)中經(jīng)常會(huì)遇到對(duì)鋼梁、汽車的傳動(dòng)結(jié)構(gòu)、機(jī)床的結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)軸曲率設(shè)計(jì)問(wèn)題,其實(shí)這都比較直觀能聯(lián)想到運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí),但在建筑工程施工之前問(wèn)題絕對(duì)不是那么簡(jiǎn)單,在建筑工程設(shè)計(jì)師的設(shè)計(jì)之初,建筑工程設(shè)計(jì)需要考慮什么曲率下更有利于橋梁對(duì)力的承受,盡量延長(zhǎng)橋梁的壽命,亦或是什么實(shí)際問(wèn)題該配備什么曲率轉(zhuǎn)軸會(huì)無(wú)摩擦。這時(shí)就需要將實(shí)際問(wèn)題,轉(zhuǎn)化為高中數(shù)學(xué)代數(shù)的問(wèn)題。通過(guò)需要的曲率計(jì)算出所需要的設(shè)計(jì)曲線或者通過(guò)具體的橋梁曲線計(jì)算相應(yīng)的曲率,這都是數(shù)學(xué)化歸思想的核心,將問(wèn)題以數(shù)學(xué)邏輯的方式看待,曲率的計(jì)算方法如下:
選用什么轉(zhuǎn)軸會(huì)減少摩擦,看待此類問(wèn)題同樣是數(shù)學(xué)化歸思想的運(yùn)用,影響轉(zhuǎn)軸曲面的不外乎就是曲率半徑,進(jìn)而將實(shí)際問(wèn)題輕松的轉(zhuǎn)化為了高中數(shù)學(xué)對(duì)曲率半?降那蠼馕侍猓?下面是曲率半徑的公式:
建筑工程設(shè)計(jì)其實(shí)有很多可以運(yùn)用到數(shù)學(xué)化歸思想轉(zhuǎn)化的思想解決問(wèn)題,例如:鳥巢是由y=x2與y=π所圍成的平面圖形,繞著x軸旋轉(zhuǎn)一周構(gòu)成的立體圖形,現(xiàn)在需要對(duì)整個(gè)的鳥巢的體積進(jìn)行計(jì)算。實(shí)際問(wèn)題肯定不會(huì)給出我們鳥巢是由什么之類的旋轉(zhuǎn)而來(lái)的,需要我們轉(zhuǎn)化成這樣的數(shù)學(xué)問(wèn)題,進(jìn)而極大的方便我們對(duì)問(wèn)題分析,這就是數(shù)學(xué)化歸思想的魅力。數(shù)學(xué)化歸思想很巧妙的將實(shí)際工廠對(duì)設(shè)備指標(biāo)測(cè)試問(wèn)題,巧妙的轉(zhuǎn)化為物理知識(shí)。其實(shí)生活很多需要運(yùn)用我們數(shù)學(xué)化歸思想轉(zhuǎn)化。
高中數(shù)學(xué)化歸思想在建筑工程中運(yùn)用極為普遍,原因在于數(shù)學(xué)化歸思想的簡(jiǎn)化過(guò)程能讓問(wèn)題更明朗、思路更清晰,進(jìn)而變成我們熟悉的問(wèn)題,有的是我們熟悉的數(shù)學(xué)問(wèn)題,有的是我們物理問(wèn)題,有的也可能是化學(xué)問(wèn)題,對(duì)于所學(xué)的知識(shí)變一切迎刃而解。(作者單位為河南省鄭州外國(guó)語(yǔ)學(xué)校)