賀俊丞
(四川省廣安花橋中學校,四川 廣安 638500)
轉化與化歸思想的實質是揭示聯(lián)系,實現(xiàn)轉化。除極簡單的數(shù)學問題外,每個數(shù)學問題的解決都是通過轉化為已知的問題實現(xiàn)的。從這個意義上講,解決數(shù)學問題就是從未知向已知轉化的過程。轉化與化歸思想是解決數(shù)學問題的根本思想,解題的過程實際上就是一步步轉化的過程。數(shù)學中的轉化比比皆是,如未知向已知轉化,復雜問題向簡單問題轉化,新知識向舊知識的轉化,命題之間的轉化,數(shù)與形的轉化,空間向平面的轉化,高維向低維的轉化,多元向一元的轉化,高次向低次的轉化,超越式向代數(shù)式的轉化,函數(shù)與方程的轉化等,都是轉化思想的體現(xiàn)。
在處理多變元的數(shù)學問題時,常常有一個變元處于主要地位,我們稱之為主元。由于思維定勢的影響,在解決這類問題時,我們總是緊緊地抓住主元不放,這在很多情況下是正確的,但在某些特定條件下會行不通。這時若能變更主元,轉移變元在問題中的地位,就能使問題迎刃而解。
本題看上去是一個不等式問題,但經(jīng)過等價轉化,把它化歸為關于一次函數(shù),利用一次函數(shù)的單調性求解,解題的關鍵是轉換變元的角色。
數(shù)學問題在處理中,如果感到困難且問題復雜棘手,可轉化問題的結構形狀,化歸為一個相對簡單,便于處理的問題。如本例不等式的系數(shù)比較復雜,我們采用了換元的辦法,轉化成了一個一元二次不等式問題,起到了化復雜為簡單的效果。
當面臨一般性難以解決的數(shù)學問題時,可以將一般情況轉化為易于解決的特殊情況,如特殊的圖形和數(shù)值,然后再從特殊得到一般的解答。將一般問題特殊化是轉化與化歸思想的重要體現(xiàn),有時既簡單快捷,又準確無誤。
解:教師可利用特殊化的思想,考慮不等式等號成立的條件,只要令,可得于是可以考慮取
1.轉化與化歸應遵循的基本原則:(1)熟悉化原則。將陌生的問題轉化為熟悉的問題,以利于我們運用熟知的知識、經(jīng)驗和問題來解決。(2)簡單化原則。將復雜的問題化歸為簡單問題,通過對簡單問題的解決,達到解決復雜問題的目的,或獲得某種解題的啟示和依據(jù)。(3)和諧化原則。化歸問題的條件或結論,使其表現(xiàn)形式更符合數(shù)與形內部所表示的和諧的形式,或者轉化命題,使其推演有利于運用某種數(shù)學方法或其方法符合人們的思維規(guī)律。(4)直觀化原則。將比較抽象的問題轉化為比較直觀的問題來解決。(5)正難則反原則。當問題正面討論遇到困難時,可考慮問題的反面,設法從問題的反面去探求,使問題獲解。2.熟練、扎實地掌握基礎知識、基本技能和基本方法是歸化的基礎;豐富的聯(lián)想、機敏細微的觀察、比較、類比是實現(xiàn)轉化的橋梁;培養(yǎng)訓練自己自覺的化歸意識,需要對定理、公式、法則有本質上的深刻理解和對典型習題的總結和提煉,要積極主動有意識地去發(fā)現(xiàn)事物之間的本質聯(lián)系?!白セA,重轉化”是學好中學數(shù)學的金鑰匙。3.為了實施有效的化歸,既可以變更問題的條件,也可以變更問題的結論;既可以變換問題的內部結構,也可以變換問題的外部形式;既可以從代數(shù)的角度去認識問題,也可以從幾何的角度去認識問題。
化歸思想就是轉化和歸結的思想,是數(shù)學學科一種特有的數(shù)學思想方法,化歸思想的核心是對未解決的問題作等價與非等價轉化,解題的過程實質上就是一個縮小已知與求解差異的過程,一個生題變熟題的過程。因此,解每一道題,無論是難題還是易題,都離不開化歸,平常所見的化歸有空間向平面化歸,多元向少元化歸,高次向低次化歸,復雜向簡單化歸,一般向特殊化歸,隱性向顯性化歸等等,達到化繁為簡,化難為易,變正面強攻為側翼進擊,從而找到有效解決問題的方法。