明漢鎖
轉(zhuǎn)化思想是指采用某種手段將問題通過變換使之轉(zhuǎn)化,進而求得問題的答案的一種數(shù)學思想.該思想在解答高中數(shù)學問題中應(yīng)用較為廣泛,尤其是在解題遇到困難時,靈活運用轉(zhuǎn)化思想將問題轉(zhuǎn)化,有利于快速找到解題的突破口,使問題順利獲解.下面結(jié)合實例談一談轉(zhuǎn)化思想在解答高中數(shù)學問題中的應(yīng)用,以期對同學們解題有所幫助.
一、正難則反
有些問題從正面思考,耗時費力,且容易陷入困境,同學們不妨另辟蹊徑,采用迂回的方式,運用轉(zhuǎn)化思想,從反面著手分析,如分析集合的補集、對立事件、命題的否定等,這樣往往可以使解題“峰回路轉(zhuǎn)”.
例1.在下列方程中:① m2+2km +4k2+2k +3=0;② m2+(2k +1)m +k2=0;③(k -1)m2+2km +(k -1)=0.若這些方程中至少有一個方程存在實數(shù)根,那么實數(shù) k 的取值范圍為 .
分析:此題若從正面分析,需要分類討論多種情形,運算過程較為繁瑣.不妨運用轉(zhuǎn)化思想,從反面切入,考慮三個方程都沒有實數(shù)根的情況,根據(jù)一元二次方程的判別式建立不等式組,取其補集即可解題.
解:
二、由“一般”向“特殊”靠攏
某些數(shù)學問題涉及了動點、動曲線,且含有較多的參數(shù),此時我們需打破常規(guī),從問題的特殊情形入手,從中發(fā)現(xiàn)問題的一般性規(guī)律,挖掘出問題的本質(zhì)屬性,從而撥開迷霧,找到解題的思路.
例2.△ABC 中的三個角A,B,C所對的邊分別為a,b,c,若a,b,c成等差數(shù)列,那么=? .
分析:解答本題的常規(guī)思路是利用余弦定理將 cosA 和 cos C 轉(zhuǎn)換為邊之間的關(guān)系,解題過程比較復雜.本題為填空題,不需要詳細的解答過程,我們不妨由“一般”向“特殊”靠攏,選取合適的特殊值,將問題轉(zhuǎn)化為三角函數(shù)運算問題,則可以避繁就簡,使問題快速得解.
解:因為a,b,c成等差數(shù)列,所以設(shè)a =3, b =4, c =5,
于是cosA =,cos C =0,所以 = .
例3.已知x=2007t+2008,y=2007t+2009,z=2007t+2010,則x2+y2+z2-xy-yz-xz 的值為 .
分析:此題按照常規(guī)方法求解計算量相當大,十分棘手.不妨換個思路,采用轉(zhuǎn)化思想,通過賦值,將問題轉(zhuǎn)化為簡單的計算問題來求解,便能快速求得問題的答案.
解:令 t =-1,可得 x =1,y =2,z =3,則 x2+y2+z2- xy -yz -xz =12+22+32-2-6-3=3.
三、將“主元”視作“次元”
含有多個參數(shù)、變量的代數(shù)問題一般較為復雜,需進行分類討論.此時我們可轉(zhuǎn)換思維,運用轉(zhuǎn)化思想,將“主元”視作“次元”,把問題轉(zhuǎn)化為關(guān)于參數(shù)的函數(shù)、方程、不等式問題來求解.
例4.已知x,y,z,k 均為實數(shù),且y2(k2+1)+2yk(x+ z)+x2k2++z2=0,求證:y2=xz.
分析:此題是一個多元問題,涉及x,y,z,k 四個變量,直接證明,無從下手.通過仔細審題,不難看出,目標式中不含 k,可將原來的主元“y”視為“次元”,把原方程轉(zhuǎn)化為以“k”為主元的一元二次方程,再利用根的判別式,則可以使問題順利破解.
證明:y2(k2+1)+2yk(x +z)+x2k2++z2=(x2+y2)k2+2y(x +z)k +(y2+z2)=0.
因為k 為實數(shù),所以當x2+y2≠0時,
△=4y2(x +z)2-4(x2+y2)(y2+z2)≥0.
整理得:(y2-xz)≤0,所以 y2-xz =0,即 y2=xz.
所以當x2+y2=0,即 x =y =0,z =0時,y2=xz.
總之,在解題受阻時,靈活運用轉(zhuǎn)化思想,將問題巧妙轉(zhuǎn)化,能有效提升解題的效率.在平時的解題訓練中,同學們要注意根據(jù)問題的結(jié)構(gòu)特征,巧妙使用迂回戰(zhàn)術(shù),靈活運用轉(zhuǎn)化思想,開拓新思路,使解題“柳暗花明”.
(作者單位:江蘇省鹽城市龍岡中學)