☉河南省固始慈濟(jì)高中 陳建啟
☉河南省固始慈濟(jì)高中 李曉艷
轉(zhuǎn)化與化歸思想作為一種最基本的數(shù)學(xué)思想方法,已在數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)中得到了普遍應(yīng)用,其精髓在于利用化繁為簡、化難為易、化未知為已知等方法,將尚未解決的問題通過轉(zhuǎn)化,歸結(jié)為一個已為人們所熟知的具有既定方法或程序的問題,最終使問題得到解決的一種思想方法.
在日常的教學(xué)中,很多老師會發(fā)現(xiàn)學(xué)生都能聽懂老師所講的內(nèi)容,但在自己做題時卻總是沒有思路或者沒有很合適的方法,究其原因,主要是因為同學(xué)們在做題時不能很好地應(yīng)用轉(zhuǎn)化與化歸思想,不會把題目中的問題轉(zhuǎn)化為我們已知的、熟悉的、簡單的問題.下面我們通過幾個例子來談?wù)劇稗D(zhuǎn)化與化歸思想”的妙用.
例1已知x+y+z=10,x,y,z∈N,則該方程有多少組解?
解析:本題可用分類討論思想來處理,但情況太多,討論起來太麻煩,也容易出錯,如果我們使用轉(zhuǎn)化與化歸思想,把題目轉(zhuǎn)化成下面一個我們熟悉的問題來處理就方便多了.
假設(shè)有10個相同的小球,現(xiàn)將其放入3個不同的盒子中,共有多少種放法?
解析:如果將10個小球分為3組,則需要用2個隔板將其隔開,現(xiàn)將2個隔板和10個小球合在一起共有12個元素,需要12個位置,從這12個位置中選2個位置放上隔板,就可以把10個小球分為3組了,故有種放法.
所以,通過轉(zhuǎn)化可得,原方程共有66組解.
注:排列組合中的很多問題都可以用轉(zhuǎn)化與化歸思想來解決,把問題轉(zhuǎn)化為我們熟悉的模型,如:相鄰問題捆綁法、不相鄰問題插空法、特殊元素優(yōu)先法、分排排列直排法、分組分類問題先分組再分類等,我們只要記住一個例子,舉一反三,就可以解決一類問題.
例2判斷下面說法是否正確,并說明理由:
定義在R上的函數(shù)f(x),其圖像是連續(xù)不斷的,如果f(x+2)=2f(x),則y=f(x)至少有一個零點.
解析:該說法錯誤,但在教學(xué)中發(fā)現(xiàn)很多同學(xué)認(rèn)為沒有函數(shù)解析式,無從下手,判斷不出來.如果我們換一個角度思考,要想說明一個問題是錯誤的,只需要能舉出反例即可,那么怎么舉反例呢?
我們注意觀察式子f(x+2)=2f(x),看著很熟悉,類似于數(shù)列中的遞推關(guān)系式an+2=2an.符合等比數(shù)列的特征,不妨取,則,轉(zhuǎn)化為函數(shù)該函數(shù)滿足f(x+2)=2f(x).我們知道,此函數(shù)無零點,因此題中說法錯誤.
注:關(guān)于抽象函數(shù)的判斷對錯問題,我們可以通過構(gòu)造函數(shù),舉例驗證來解決,例如涉及周期性和對稱性的問題,我們經(jīng)常類比三角函數(shù),符合f(x+y)=f(x)+f(y)可以類比指數(shù)函數(shù),符合f(xy)=f(x)+f(y)可以類比對數(shù)函數(shù),這樣轉(zhuǎn)化往往可以快速解決問題.
例3求的最小值.
解析:此題使用常規(guī)的方法無法求解,通過轉(zhuǎn)化可以類比兩點間距離公式來做.
因為AB和x軸有交點,所以P為AB和x軸的交點時有最小值,
注:很多代數(shù)問題可以轉(zhuǎn)化為幾何問題,然后利用數(shù)形結(jié)合思想來解決,借助圖形看起來也更直觀易懂.常見的有兩個含有根式的和的問題可以轉(zhuǎn)化為兩點間的距離的形式可以轉(zhuǎn)化為直線的斜率問題;給出一個不等式組求另一個式子的范圍,可以轉(zhuǎn)化為線性規(guī)劃問題等等.
轉(zhuǎn)化與化歸思想已滲透到數(shù)學(xué)的各個章節(jié),并且起到橋梁的作用,使深不可測的數(shù)學(xué)知識“規(guī)律化”.同學(xué)們只要善于利用轉(zhuǎn)化思想,善于總結(jié)規(guī)律,就能做到觸類旁通,舉一反三,更好地解決那些看似復(fù)雜的問題,以達(dá)到事半功倍的效果.F