歐陽昱燾
摘要:如今,高中數(shù)學知識的涵蓋范圍在增大,考查程度在加深,題型也更加多變,題海戰(zhàn)術(shù)已經(jīng)不適合現(xiàn)階段的學生學習。轉(zhuǎn)化思想就是把問題從某一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式,在諸多數(shù)學解題思想中,它是一種重要的思想方法,有助于學生運用已知的題目解決未知的問題,從而減輕學習負擔,加深對數(shù)學知識的認識。
關(guān)鍵詞:高中數(shù)學 ? 轉(zhuǎn)化思想 ? 運用
由于初中數(shù)學知識較少,考點比較單一,題型固化,學生用統(tǒng)一的思維模式去學習即可應(yīng)對考試。但是,高中數(shù)學不僅知識量增多了,獨立性增強了,而且比初中課程的學習難了許多,如果學生一味地做題,而不用數(shù)學方法去解決新的問題,將嚴重影響學習效率。轉(zhuǎn)化思想正適用于高中數(shù)學的解題,它可以將抽象問題轉(zhuǎn)化為具體問題,將復雜問題轉(zhuǎn)化為簡單問題,將沒有做過的題目轉(zhuǎn)化成會做的題目,以幫助學生減輕負擔,提高數(shù)學學習成績。
一、轉(zhuǎn)化思想在圓錐曲線中的運用
圓錐曲線是近年來高考數(shù)學的核心內(nèi)容,所占分值較多,且解題難度較大,是很多學生最頭疼的部分,而其解題難點在于如何將圖形問題轉(zhuǎn)化為數(shù)學問題。
例題1:在平面直角坐標系中,
橢圓的方程為,以原點
為極點,x軸正半軸為極軸建立極坐標系,直線的極坐標方程為
,求橢圓上的點到
直線距離的范圍。
解答:將化為參數(shù)方
程,(θ為參數(shù)),直線
的普通方程為,橢圓上點P(,)到直線
的距離為
,最大值為,
最小值為,所以橢圓上的點到直線距離的范圍為[ , ]。
在這一道例題中,學生需要先將橢圓的直角坐標方程轉(zhuǎn)化為參數(shù)方程,再將橢圓的參數(shù)方程帶入直線方程。接下來是很多學生容易出錯的地方——求帶參數(shù)的距離公式的最值。實際上,這就是求三角函數(shù)最值的問題。
二、轉(zhuǎn)化思想在不等式中的運用
不等式的問題一般是高考最后一題的最后一問,它的重要性不必多言,這道題目是拉開學優(yōu)生與普通學生的關(guān)鍵。下面,筆者以2018年河北省高考數(shù)學題為例,對這一問題進行分析。
例題2:已知函數(shù)f(x)=-
x+aInx,且知若f(x)在
單調(diào)遞減,在
單調(diào)遞增。若
f(x) 存在兩個極值點x1,x2,證明:
。
解答:由題目可知,當且僅當 a>2時,f(x)存在兩個極值點。
由于f(x)的兩個極值點x1,x2滿
足x2-ax+1=0,所以x1x2=1,設(shè)x1<
x2,則x2>1。而
,所以等
價于-x2+21nx2<0。
設(shè)函數(shù)g(x)=-x+2Inx,由題
目可知,g(x)在(0,+∞)單調(diào)遞減,
又因為g(1)=0,從而當x∈(1,+∞)時,g(x)<0。
所以,即
。
剛看到這道題目時,很多學生會感到毫無頭緒,因為他們對高考數(shù)學最后一題具有天然的畏難情緒,導致他們對題目不敢下手。其實,解題的關(guān)鍵在于將不等式的問題轉(zhuǎn)化為利用導數(shù)求最值的問題。若等式左邊的最大值比右邊小,則
成立。
三、轉(zhuǎn)化思想在三角函數(shù)中的運用
三角函數(shù)在高中數(shù)學中運用廣泛,因其公式較多,解題方法多變,很多學生將其視為洪水猛獸。運用轉(zhuǎn)化思想,實現(xiàn)正余弦函數(shù)的相互轉(zhuǎn)化是解題的關(guān)鍵。以2018年北京市高考數(shù)學題的其中一問為例,解析轉(zhuǎn)化思想在三角函數(shù)中的運用。
例題3:在△ABC中,a=7,
b=8,cosB=- 。(Ⅰ)求∠A;
解答:在△ABC中,
∵cosB=- ,
∴B∈(,π),
∴sinB=。
由正弦定理得
=,
∴sinA=。
∵B∈(,π),
∴A∈(0,),
∴∠A=。
在解這道題時,學生應(yīng)先將正弦函數(shù)轉(zhuǎn)化成余弦函數(shù),再運用正弦定理求得∠A的正弦值。因為正弦函數(shù)在第一、第二象限的值都為正數(shù),所以需要先判斷∠A是鈍角還是銳角,再得出結(jié)論。此題中已知∠B為鈍角,所以∠A為銳角,進而求得∠A= 。
四、轉(zhuǎn)化思想在概率計算中的運用
近年來,概率計算問題一直是高考數(shù)學必考的大題,該題型更側(cè)重于考察學生的邏輯思維能力和分類能力。但是,一些題目要求分類繁多且不能有遺漏,難度過大,這時可以運用轉(zhuǎn)化思想,將困難的、種類繁多的問題轉(zhuǎn)化為簡單、容易計算的問題。下面,筆者列舉其中一種題型進行說明。
例題4:甲、乙、丙三人進行射擊且只射擊一次,已知每個人擊中目標的概率都是0.7,試計算至少有一人擊中的概率。
解答:設(shè)事件A為甲擊中目標,事件B為乙擊中目標,事件C為丙擊中目標。則至少有一人擊中的概率為:
這道題如果按照題目要求直接分類計算,需要分別算出有一人、兩人、三人射中目標的概率,且如果三人射中目標的概率不相等,則計算有一人射中目標時又需進一步分類甲、乙、丙射中目標的情況;計算兩人射中目標時,需要分甲乙、乙丙、甲丙射中目標的情況。如果學生直接計算,極有可能分類不全,這時就算思考全面,在計算時也容易出錯。轉(zhuǎn)化思想在這一問題上的優(yōu)勢就尤為突出,如果將“至少有一人擊中”轉(zhuǎn)化為“1-對立事件”,則只需計算“一個人都沒有射中”的概率,就可得出答案。
五、結(jié)語
文中列舉了轉(zhuǎn)化思想在高中數(shù)學中不同方面的運用,主要包括圓錐曲線、不等式、三角函數(shù)、概率計算這四個方面的運用,旨在體現(xiàn)轉(zhuǎn)化思想在解題過程中化繁為簡、化抽象為具體的重要作用。在諸多數(shù)學解題思想中,轉(zhuǎn)化思想的重要地位不言而喻。在平時的考試和復習總結(jié)中,高中生應(yīng)該注重分析和糾錯,擅于發(fā)掘題干中不同條件之間的相互關(guān)聯(lián),反復訓練轉(zhuǎn)化思想在解題中的作用,以提高解題效率和解題準確度,達到提高學習成績的目的。
參考文獻:
[1]林雪.關(guān)于轉(zhuǎn)化思想方法在高中數(shù)學解題中的應(yīng)用探討[J].中國校外教育,2016,(13).
[2]盧亦思.高中數(shù)學解題中“輔助元”的構(gòu)造研究[J].環(huán)渤海經(jīng)濟瞭望,2017,(9).
[3]王志寶.高中數(shù)學解題教學中如何巧用構(gòu)造法[J].赤子,2015,(18).
[4]苗青青.數(shù)學解題中數(shù)學分析思想應(yīng)用[J].現(xiàn)代商貿(mào)工業(yè),2016,(33).
(作者系長沙市長郡濱江中學1606班學生)