■江炳新
在高中數(shù)學(xué)中,類比推理的學(xué)習(xí)是讓同學(xué)們較為頭痛的難點(diǎn)。而學(xué)好數(shù)學(xué)的關(guān)鍵是靈活并熟練應(yīng)用類比推理思維,所以同學(xué)們一定要下功夫掌握并要熟練應(yīng)用類比推理思維。本文主要探究高中數(shù)學(xué)解題中類比推理思維的具體應(yīng)用,通過幾何中的類比推理、位置關(guān)系解題過程中的類比推理、數(shù)學(xué)概念中的類比推理、空間圖形解題過程中類比推理思維的應(yīng)用,以幫助大家更好地理解和認(rèn)識(shí)類比推理。
例1在平面幾何中,有勾股定理:設(shè)△ABC的兩邊AB,AC互相垂直,則AB2+AC2=BC2。拓展到空間,類比平面幾何的勾股定理,研究三棱錐的底面面積和側(cè)面面積間的關(guān)系,可以得出的結(jié)論是:設(shè)三棱錐A-BCD的三個(gè)側(cè)面ACD,ADB,ABC兩兩相互垂直,則____。
分析:一般需抓住“線—面,面—體,點(diǎn)—線,平面向量—空間向量”等幾個(gè)對(duì)應(yīng)關(guān)系,實(shí)現(xiàn)平面和空間問題的類比。
例2在空間圖形中,應(yīng)用類比推理思維進(jìn)行解題,指的是“空間幾何”和“平面幾何”,也就是說“多邊形和多面體”“面積和體積”“邊和面”等。如在△DEF中,有余弦定理:DE2=EF2+DF2-2EF·DFcos∠EFD。拓展到空間,類比推理三角形的余弦定理,寫出斜三棱柱ABC-A1B1C1的三個(gè)側(cè)面面積與其中兩個(gè)側(cè)面所成的二面角的關(guān)系式。
分析:在具體的解題中,需要大膽想象、推理,抓住類比推理的核心,保證點(diǎn)和面間的類比合理性,用哪一點(diǎn)對(duì)應(yīng)哪一個(gè)面。首先作斜三棱柱ABC-A1B1C1的直截面EFD,得到∠EFD,面ABB1A1與面BCC1B1形成角θ,則由余弦定理得到DE2=EF2+DF2-2EF·DFcos∠EFD。通過乘以,得到·。在具體的類比推理中,大家需充分按照已知條件,進(jìn)行獨(dú)立思考,推斷出未知,提升數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的整體質(zhì)量和效率,探索出數(shù)學(xué)知識(shí)的未知領(lǐng)域。
高中數(shù)學(xué)中,位置關(guān)系是重要的知識(shí)點(diǎn),對(duì)同學(xué)們的三維空間想象能力有較高的要求。在具體的解題過程中,可通過結(jié)合位置關(guān)系和類比推理思維,按照具體知識(shí)推斷出抽象知識(shí)。
例3對(duì)“點(diǎn)、線、面之間的位置關(guān)系”這一蘇教版高中數(shù)學(xué)知識(shí)的學(xué)習(xí),按照數(shù)學(xué)公理,類比推理出結(jié)論:已知直線a∥b∥c,直線a,b,c和直線d交于點(diǎn)A、B、C,得出直線a,b,c,d共面 。
分析:通過反證法及直線平行類比推理平面平行性質(zhì),得出“共面”的結(jié)果。在具體的解題中,梳理好知識(shí)點(diǎn),明確不同位置關(guān)系間的聯(lián)系,展示點(diǎn)、線、面之間的關(guān)系,便于解題中更好地理解位置關(guān)系。
通過應(yīng)用已學(xué)知識(shí)推理,以及科學(xué)運(yùn)用類比推理,在實(shí)數(shù)乘法時(shí),通過實(shí)數(shù)加法,類比推理實(shí)數(shù)乘法的性質(zhì):(1)a+b=b+a,(a+b)+c=a+(b+c)為實(shí)數(shù)加法性質(zhì)。(2)如果a,b∈R,則a+b∈R,a,b∈R,則aB∈R。(3)a+0=a為實(shí)數(shù)加法性質(zhì),a·1=a為實(shí)數(shù)乘法性質(zhì)。在類比推斷過程中,同學(xué)們要充分發(fā)揮主觀能動(dòng)性,找出乘法和加法之間的聯(lián)系,回憶實(shí)數(shù)加法的性質(zhì),做出有關(guān)表格,并系統(tǒng)地理解實(shí)數(shù)乘法性質(zhì),便于更好地應(yīng)用。
綜上所述,在數(shù)學(xué)解題過程中,積極應(yīng)用類比推理思維,可激發(fā)同學(xué)們的學(xué)習(xí)興趣,降低數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的難度,便于同學(xué)們把抽象的數(shù)學(xué)知識(shí)簡(jiǎn)單化、具象化,提升整體的學(xué)習(xí)質(zhì)量和效率。