單和平
數學思想方法是數學的本質,是數學教學的精髓。主元變更思想是近幾年數學解題流行的較重要數學思想。所謂主元變更是對于含字母較多的式子轉換思維角度,選擇另外的字母為主元從而使問題豁然開朗,文章通過近年的教學實踐,系統(tǒng)總結了處理哪些問題可以通過主元變更,如何進行主元變更化難為易。
對于一個含有多個字母的式子、函數或方程,由于思維定勢從表面看我們往往會先入為主,把它當成某一個或兩個字母的常規(guī)表達式,這樣解決問題時往往一時無法下手,利用已有的知識捉襟見肘,但是如果我們轉換思維角度,變更主元,即重新選擇其中的一個或兩個字母作為主元,問題的思路就會明晰,問題的本質就會豁然開朗,問題的解決就非常順利,這種思想叫主元變更的思想。
近幾年,該思想的應用在數學競賽和各類考試中屢見不鮮,而這種思想在中學數學教學過程中,往往重視不夠,學生遇到這類問題常常束手無策或用很繁瑣的方法解決,本文結合個人的教學實踐,談談如何利用主元變更解決問題。
上述兩例一個設常數為主元,一個換成另一個字母為主元,目的都是將高次轉化為低次從而易于分解,順利求解。
分析:解決整數解問題一般采用判別式法、韋達定理法、求根法中一種或幾種方法綜合使用,本題這些方法都失效,轉換思維角度,若把
上述兩例直接求解分類較繁,若變更主元則很順利求出參量的范圍,題目迎刃而解。
上述兩例都是函數問題,處理函數問題一般利用其性質解題,但有時若正面處理就會對參數進行繁瑣的討論,如果我們換一個思維角度,把函數視為另一個變量的函數,則豁然開朗,問題很快得到解決。
分析:該題最傳統(tǒng)的證法是構造邊長為1的等邊三角形,用面積法很快得證。我們還可以整理成以為主元的一次函數,即構造
例8.各項均為實數的等差數列,其公差為2,其首項的平方與其余各項的和不超過33,這樣的數列最多有多少項?(2015年南京一中等五校聯(lián)考題)
分析:由題意得
上述兩例都與不等式有關,處理多元不等式問題常常選擇一個變量為主元,再利用性質解題往往能事半功倍。
分析:變量較多且與整數有關,一般先排序,再用不等式放縮,使得變量減少,再選擇主元求解。
上述三例如果不采用主元變更的思想則很難求解,若采用了該思想則問題變得較為簡潔,而且思路一下子打開了。江蘇的高考尤其重視思想方法的考查,特別在填空壓軸題上必有一題是數學思想方法的考查,即思想方法想到了,問題馬上就能解決,否則很難短時間找到其他解法。
新課程標準指出:數學的教學要掌握四基,其中數學思想是中學數學教學的重中之重,因為“題海無邊,總結是岸”,題目隨著高考的研究層出不窮,只有不斷總結有限的數學思想方法才能以不變應萬變,才能在高考中立于不敗之地。
項目名稱:2016-2019年度校級重點課改課題“本科生《數學思維訓練》課程教學內容改革與研究”,課題編號:2016JGA05。
(作者單位:泰州學院數理學院)