☉浙江省寧波市鄞州區(qū)石碶雅戈?duì)栔袑W(xué) 林培娟
不等式是中學(xué)數(shù)學(xué)的重要組成部分,一元一次不等式則是各類不等式的基礎(chǔ)和起點(diǎn).含參數(shù)的一元一次不等式(組)試題更是各地競(jìng)賽的熱門試題.這類試題技巧性強(qiáng),靈活多變,難度較大,常常影響甚至阻礙學(xué)生正常思維的進(jìn)行.求參數(shù)的值域、定義域等無不貫穿著不等式的求解技巧和方法,經(jīng)常使用和掌握這些解題技巧,那么含參數(shù)的一元一次不等式(組)難題就會(huì)迎刃而解,正如著名數(shù)學(xué)家和數(shù)學(xué)教育家波利亞:一個(gè)想法使用一次是一個(gè)技巧,經(jīng)過多次的使用就可以成為一種方法.一般性數(shù)學(xué)方法容易上升為一種思想,如化歸方法常看成是化歸思想,化歸思想是各種問題解決中所體現(xiàn)出的轉(zhuǎn)化方法的概括[1].
其實(shí),解決任何問題都需要方法,如果解決眾多不同的問題使用的方法相同,那么這種方法就常被概括為解法思想或思想方法.在數(shù)學(xué)思想方法指導(dǎo)下解決數(shù)學(xué)問題可以說是達(dá)到了數(shù)學(xué)解題的最高境界.筆者在浙教版八年級(jí)上冊(cè)第5章《一元一次不等式》教學(xué)過程中,將含參數(shù)的一元一次不等式(組)試題解題實(shí)踐分為三類,結(jié)合實(shí)例,分別剖析以供借鑒.
轉(zhuǎn)化思想是解數(shù)學(xué)難題的一種重要思維方法,是分析問題和解決問題的基本思想,不少數(shù)學(xué)思想都是轉(zhuǎn)化思想的體現(xiàn).其實(shí)數(shù)學(xué)中的轉(zhuǎn)化思想、始終貫穿于整個(gè)數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)過程之中,它是分析問題、解決問題的有效途徑,它包含了數(shù)學(xué)特有的數(shù)、式、形的相互轉(zhuǎn)換.解含參數(shù)的的方程(組),往往是把參數(shù)當(dāng)做常數(shù)先解方程(組),然后通過解的取值范圍轉(zhuǎn)化為參數(shù)不等式.
這是關(guān)于x,y的方程組,可以把a(bǔ)當(dāng)做常數(shù),通過加減消元法解出用含a的代數(shù)式表示的x,y的值,然后找到關(guān)鍵詞“x為正數(shù)”和“y為非負(fù)數(shù)”,列出不等式轉(zhuǎn)化為關(guān)于a的不等,式(組).
這類問題解決可以簡單明了的概括為:
(1)看到關(guān)鍵詞,選中不等號(hào);(2)解出方程(組)是關(guān)鍵;(3)轉(zhuǎn)化思想是重點(diǎn).
練一練:已知關(guān)于x的方程3x-m+1=2x-1的解不小于1,則m的取值范圍是_____.
就解題的本質(zhì)而言,解題既意味著轉(zhuǎn)化,即把生疏問題轉(zhuǎn)化為熟悉問題,把抽象問題轉(zhuǎn)化為具體問題,把復(fù)雜問題轉(zhuǎn)化為簡單問題,把一般問題轉(zhuǎn)化為特殊問題,把高次問題轉(zhuǎn)化為低次問題;把未知條件轉(zhuǎn)化為已知條件;把一個(gè)綜合問題轉(zhuǎn)化為幾個(gè)基本問題;把順向思維轉(zhuǎn)化為逆向思維等.這就是數(shù)學(xué)轉(zhuǎn)化思想,轉(zhuǎn)化思想能培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維能力及邏輯思維能力,可以使學(xué)生經(jīng)歷探索的學(xué)習(xí)過程,改變學(xué)生的學(xué)習(xí)方式,大大加強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的興趣,最終提高解決問題的能力.因此學(xué)生學(xué)會(huì)轉(zhuǎn)化思想,有利于實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)遷移,特別是原理和態(tài)度的遷移,從而可以較快地提高學(xué)習(xí)質(zhì)量和數(shù)學(xué)能力.轉(zhuǎn)化的目的是不斷發(fā)現(xiàn)問題,分析問題和最終解決問題.在數(shù)學(xué)中,很多問題能化復(fù)雜為簡單,化部分為整體,化一般為特殊……
分類討論思想是指在解決一個(gè)問題時(shí),無法用同一種方法去解決,而需要一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)將問題劃分成幾個(gè)能用不同形式去解決的小問題,將這些小問題一一加以解決,從而使問題得到解決[2].分類討論思想方法在數(shù)學(xué)中非常重要,它對(duì)于解決情況復(fù)雜的問題往往非常有效,能幫助解題者理清“雜亂無章”的思緒.一元一次不等式中,如果未知數(shù)的系數(shù)含有參數(shù)時(shí),一般都需要對(duì)系數(shù)進(jìn)行討論.
例2 若x>y,且(2-a)x≤(2-a)y,求a的取值范圍.
由不等式的基本性質(zhì),兩邊同除一個(gè)數(shù)(或式)時(shí)要進(jìn)行分類討論,首先這個(gè)數(shù)(或式)不能為零,其次,當(dāng)這個(gè)數(shù)(或式)大于零時(shí),不等式不改變方向,當(dāng)這個(gè)數(shù)(或式)小于零時(shí),不等式要改變方向.所以當(dāng)系數(shù)2-a的值不確定時(shí),通過對(duì)比不等式,不等式的符號(hào)改變了方向,對(duì)系數(shù)進(jìn)行分類討論.因?yàn)閤>y,且(2-a)x≤(2-a)y,所以(2-a)≤0,要考慮小于或等于兩種情況.
練一練:解關(guān)于x的不等式ax+2>x+5(其中a為任意實(shí)數(shù)).
化為最簡不等式(a-1)x>3后,左右兩邊同除a-1時(shí),要分類討論:
分類討論是一種邏輯方法,也是一種重要的解題策略,常常能起到簡化問題、解決問題的作用.代數(shù)的解題過程,其實(shí)是一個(gè)變形過程,往往需要一些條件的限制,從而引起分類討論.分類討論的關(guān)鍵問題是對(duì)哪個(gè)變量進(jìn)行分類,如何分類.分類時(shí)應(yīng)滿足要求:(1)保證分類對(duì)象不重不漏;(2)必須保持同一分類標(biāo)準(zhǔn);(3)最后必須歸納小結(jié).
數(shù)軸是數(shù)與形的一次完美碰撞,數(shù)形結(jié)合思想是眾多數(shù)學(xué)思想方法中的一種,在教學(xué)實(shí)踐中,教材中也處處都蘊(yùn)涵著數(shù)形結(jié)合思想.在浙教版的七年級(jí)第一章《有理數(shù)》借助于數(shù)軸直接有效地闡述了“相反數(shù)的定義”、“絕對(duì)值的意義”、“有理數(shù)大小的比較”等.在已知一元一次不等式組的解集求參數(shù)的取值范圍時(shí),也可巧用數(shù)軸解決問題.
不等式的解集可以在數(shù)軸上表示出來,但這里的m+1和2m-1都是不確定的,所以在數(shù)軸上的位置也不能確定,在數(shù)軸上任意取兩個(gè)空心圈(沒有等號(hào)時(shí)用空心圈表示,有等號(hào)時(shí)用實(shí)心圈表示)作為m+1和2m-1,因?yàn)閤
圖3
又如:已知一元一次不等式組整數(shù)解的個(gè)數(shù),求字母m的取值范圍.
例4 已知關(guān)于x的不等式mx-2≤0的負(fù)整數(shù)解只有-1,-2,則m的取值范圍是_____.
圖4
解一元一次不等式,因?yàn)槲粗獢?shù)的系數(shù)為參數(shù),所以先進(jìn)行分類討論:(1)m>0時(shí),m有無數(shù)個(gè)負(fù)整數(shù)解;(2)m=0時(shí),不等式恒成立,x為任何實(shí)數(shù);(3)m<0時(shí)要使有兩個(gè)負(fù)整數(shù)解,從圖4可知
綜上所述,數(shù)形結(jié)合的有效運(yùn)用,使得解題直觀明了,輕而易舉.正如我國著名數(shù)學(xué)家華羅庚曾說過:“數(shù)形結(jié)合百般好,割裂分家萬事休.”所以在教學(xué)過程中,經(jīng)常提醒學(xué)生“得意忘形”不可取.
回顧解題過程我們發(fā)現(xiàn),含參數(shù)的不等式的成功求解,基于這三種重要思想方法的靈活運(yùn)用,轉(zhuǎn)化思想方法、分類思想方法、數(shù)形結(jié)合思想方法等,這幾種方法是學(xué)習(xí)初中、高中甚至大學(xué)數(shù)學(xué)知識(shí)的重要方法.在解題教學(xué)中,我們不僅要授學(xué)生以魚,更重要的是授之以漁,這是學(xué)生學(xué)好數(shù)學(xué)的最本質(zhì)的方法.
1.顧泠沅.作為教育任務(wù)的數(shù)學(xué)思想與方法.
2.張學(xué)暉.分類討論思想與數(shù)學(xué)解題[J].新疆石油教育學(xué)院學(xué)報(bào).1999(4).