顧維明
【中圖分類號】G633.6 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089(2013)04-0141-02
數(shù)學是一個五彩繽紛的美的世界,當我們認識到它時,就可以改變對數(shù)學的成見,極大地提高學習數(shù)學的積極性。因此在平時的教學中,我們應注意挖掘數(shù)學中美的素材,培養(yǎng)學生的審美意識和數(shù)學美感。在解數(shù)學題時,應以審美的心態(tài)去觀察、思考,看能否運用美學的方法——簡單性方法、和諧性方法、對稱性方法、類比性方法、奇異性方法等來解決數(shù)學問題,本文對此略作探索。
一、從整體代換和正難則反中實現(xiàn)簡單美
簡單性是數(shù)學美的基本內(nèi)容之一,法國哲學家狄德羅說:“數(shù)學中所謂美的問題是指一個難以解決的問題,而美的解答是指一個問題的簡單解答?!?/p>
例1 已知一元二次方程ax2 +bx+c=0的兩個實數(shù)根分別為m、n,記p=m4+n4,q=m3+n3,r=m2+n2,求ap+bq+cr的值。
分析:本題若用根與系數(shù)的關系m+n=-b/a,mn=c/a 直接代入,運算非常復雜;若運用方程根的意義,再整體代換,則十分簡捷。
解:由方程的定義,得am2+bm+c=0,an2+bn+c=0,則ap+bq+cr=a(m4+n4)+b(m3+n3)+c(m2+n2)=(am4+bm3+cm2)+(an4+bn3+cn2)=m2(am2+bm+c)+n2(an2+bn+c)=m2·0+n2·0=0。
例2 學校有132人參加乒乓球選拔賽,采用輸一場即予淘汰的單淘汰制。為了決定第一名,共需進行多少場比賽?
分析:若從正面考慮,需分別求出每一輪比賽的場數(shù)再相加,顯然不符合簡單性原則,不妨考慮其反面,選拔1人的反面是淘汰131人,而每淘汰1人就要進行1場比賽,故需進行131場比賽。
二、從全局考慮和合理猜測中體現(xiàn)和諧美
希臘數(shù)學家裴安說過:“和諧美是雜多的統(tǒng)一,是對立的協(xié)調(diào),經(jīng)過數(shù)學變化出現(xiàn)了統(tǒng)一的均衡美?!焙椭C化原則能幫助我們制定解題策略,為我們指明解題方向。
例3 求證:2/1·5/4·8/7·…·(3n-1)/(3n-2)>n為正整數(shù))。
分析:不等式左邊的結(jié)構(gòu)是有規(guī)律的,同時又似乎有點不完整,和諧化原則指引我們把左邊的結(jié)構(gòu)補充完整。