江蘇省海門實驗學校 周英亮
化歸思想的全稱是轉(zhuǎn)化和歸納,指的是將一個問題由繁化簡、由難化易,屬于一種解題方法與思想策略,主要應用在數(shù)學領域。在高中數(shù)學函數(shù)教學中應用化歸思想,主要特點就是將問題變得熟悉化、簡單化與程序化,引導學生使用固有的知識和經(jīng)驗來解決復雜問題,使其找到解決函數(shù)問題的科學方法與過程,培養(yǎng)他們的合作意識、探究能力和解題能力。
數(shù)學由代數(shù)與幾何兩大部分構成,代數(shù)對應的是數(shù)字,幾何對應的是圖形,高中數(shù)學同樣如此,這為化歸思想的應用提供了良好契機。教師需合理應用數(shù)形轉(zhuǎn)化,這是一種相當關鍵的化歸思想,也是函數(shù)教學中比較常見的一種解題方法。在高中數(shù)學函數(shù)問題中,不少數(shù)量關系的概念雖然較為抽象,但是富有一定的幾何意義,教師可巧妙借助數(shù)和形間的轉(zhuǎn)化,將數(shù)形整合起來,使函數(shù)問題變得形象化和直觀化,讓學生快速找到解決問題的突破口。
上述案例,學生根據(jù)題目中函數(shù)“有兩個零點”這一條件進行數(shù)形轉(zhuǎn)化,利用數(shù)形結合把“數(shù)”的問題轉(zhuǎn)化成“形”的問題,函數(shù)問題變得直觀化,使其運用解析幾何知識來解決。
一般到特殊轉(zhuǎn)化屬于劃歸思想的主要體現(xiàn)形式之一,在高中數(shù)學教學中應用得十分廣泛。針對高中數(shù)學函數(shù)教學而言,當遇到的函數(shù)問題很難通過一般方法來解決時,教師可指導學生采用特殊方法來求解,通常可以有效、快速地解決問題,最終實現(xiàn)化繁為簡、化難為易的目的。高中數(shù)學教師在函數(shù)教學中,應引導學生采用一般向特殊轉(zhuǎn)化的化歸思想,把煩瑣復雜的問題化歸為淺顯簡單的問題,使其在分析和探究簡單問題中找到解決方法。
例如,已知函數(shù)f(x)(x∈R且x>0)對于定義域內(nèi)的任意實數(shù)x,y,均滿足f(xy)=f(x)+f(y),且當x> 1 時f(x)> 0,證明:方程f(x)=0有且僅有一個實根。解析:這是典型的抽象函數(shù)問題,采用化歸思想可以將一般問題做特殊化處理。解答:在定義域內(nèi)任取0<x1<x2,則根據(jù)題意得知f(y)=f(x),那么函數(shù)f(x)在定義域內(nèi)是增函數(shù);令x=y=1,則f(1)=2f(1),f(1)=0。所以1是方程f(x)=0的一個實根,假如還存在一個x0,且x0>0,使得f(x0)=0,由于函數(shù)f(x)在定義域內(nèi)是增函數(shù),必有x0=1,所以方程f(x)=0有且只有一個實根。
如此,在處理這類抽象函數(shù)問題時,運用一般向特殊轉(zhuǎn)化的化歸思想,可以輔助學生更好地判斷和分析,使其受到啟發(fā),確定解題思路,讓他們思考與總結解法,真正實現(xiàn)化難為易。
高中生在學習函數(shù)知識過程中,針對部分函數(shù)問題的解決,假如按照正常思維從正面分析和解答,解題過程顯得極為煩瑣,通常讓學生感到十分棘手,極易出現(xiàn)計算錯誤,影響他們的解題自信。高中數(shù)學教師在具體的函數(shù)教學中,可以引領學生從反面對問題進行分析與處理,巧妙引入正反轉(zhuǎn)化的化歸思想,使學生的思維變得豁然開朗,拓展他們的解題思路,使其獲得更多的解題啟示與途徑,將函數(shù)問題變得簡化,提升自身的解題速度與正確率。
針對上述案例,教師在指導學生解答該類函數(shù)問題時,要敢于突破傳統(tǒng)思維與模式的限制,實現(xiàn)由正面向反面的自然轉(zhuǎn)化,使其拓展自身的解題思路,并有效降低問題難度。
總之,在高中函數(shù)教學活動中,教師需要緊密結合函數(shù)知識的特點與規(guī)律實施教學,靈活運用化歸思想來解題,包括數(shù)形轉(zhuǎn)化、一般向特殊轉(zhuǎn)化、正反轉(zhuǎn)化等方法,幫助學生找到高效的解題技巧,改善他們的數(shù)學思維品質(zhì)和解題水平。