賀景紅
摘 要:轉(zhuǎn)化思想是指把待解決或未解決的問題,通過轉(zhuǎn)化,歸結(jié)到已經(jīng)解決或比較容易解決的問題中去,最終使問題得到解決的一種思想方法。轉(zhuǎn)化,是解決問題的一種最基本的思想,是初中數(shù)學(xué)的法寶之一。將生疏問題轉(zhuǎn)化為熟悉問題,利用換元轉(zhuǎn)化、整體代換轉(zhuǎn)化、化歸轉(zhuǎn)化、一般至特殊轉(zhuǎn)化、數(shù)形轉(zhuǎn)化、合同變換轉(zhuǎn)化等方法,將復(fù)雜問題轉(zhuǎn)化為簡單問題,對提高學(xué)生分析、解決問題的能力有積極的促進(jìn)作用。
關(guān)鍵詞:轉(zhuǎn)化思想;初中數(shù)學(xué);教學(xué)方法;數(shù)學(xué)問題
初中數(shù)學(xué)蘊含多種數(shù)學(xué)思想方法,但最基本的數(shù)學(xué)思想方法是數(shù)形結(jié)合的思想、分類討論思想、轉(zhuǎn)化的思想和函數(shù)的思想,突出這些基本思想方法,就相當(dāng)于抓住了中學(xué)數(shù)學(xué)知識的精髓。其中,轉(zhuǎn)化思想是解決問題的一種最基本的思想,對提高學(xué)生分析、解決問題的能力有積極的促進(jìn)作用。學(xué)生學(xué)會數(shù)學(xué)轉(zhuǎn)化的思想方法,有利于實現(xiàn)學(xué)習(xí)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。下面就轉(zhuǎn)化思想在初中數(shù)學(xué)中的應(yīng)用舉若干實例作簡單歸納。
一、生疏問題轉(zhuǎn)化為熟悉問題
生疏問題向熟悉問題轉(zhuǎn)化是解題中常用的方法。解題能力實際上是一種創(chuàng)造性的思維能力,而這種能力的關(guān)鍵是能否細(xì)心觀察,能否運用過去所學(xué)的知識將生疏問題轉(zhuǎn)化為熟悉問題。因此,教師應(yīng)深刻挖掘量變因素,將教材的抽象程度利用學(xué)過的知識加工到使學(xué)生通過努力能夠接受的水平上來,減小學(xué)生接觸新內(nèi)容時的陌生感,避免學(xué)生因研究對象的變化而產(chǎn)生心理障礙,從而收到事半功倍的效果。
例1:已知兩圓內(nèi)切于T,過T點的直線交小圓于A,交大圓于B,求證TA:TB為定值。
分析:過T點的直線繞T旋轉(zhuǎn)形成無數(shù)個不同的位置,其中過T的直徑每個圓只有一條,要證TA:TB為定值,先將直線TAB過圓心,這時TA′:TB′=r:R,在過T點任作一條直線交小圓于A,交大圓于B,連接AA,BB′,即可把要求解的TA:TB為定值轉(zhuǎn)化為證明三角形相似或證明平行線對應(yīng)線段成比例。
二、復(fù)雜問題轉(zhuǎn)化為簡單問題
復(fù)雜問題簡化是數(shù)學(xué)解題中運用最普通的思考方法。將一個難以直接解決的問題,通過深入觀察和研究,轉(zhuǎn)化為簡單問題迅速求解。教師通過合理設(shè)置問題,將一個復(fù)雜的問題分成幾個難度與學(xué)生的思維水平同步的小問題,再分析說明這幾個小問題之間的相互聯(lián)系,以局部知識的掌握為整體服務(wù)。問題與問題之間要有一定的梯度,以利于教學(xué)時啟發(fā)學(xué)生思維。
1.換元轉(zhuǎn)化
例2:解方程(xx-1)2-5(xx-1)+6=0
分析:此方程形式較復(fù)雜,可通過換元化為簡單方程。
令xx-1=y,則y2-5y+6=0,通過換元轉(zhuǎn)化為會解的一元二次方程可進(jìn)一步求解。
例3:解方程x4-5x2+6=0
分析:這是一道一元高次方程,可通過換元進(jìn)行降次,轉(zhuǎn)化為會解的一元二次方程。
設(shè)x2=y,則上式變?yōu)闀獾囊辉畏匠蘺2-5y=0。
2.整體代換轉(zhuǎn)化
例4:設(shè)四位數(shù)abcd是一個完全平方數(shù),且ab=2cd+1,求這個四位數(shù)abcd的值。
分析:設(shè)abcd=m2,則32≤m≤99,又設(shè)cd=x,則ab=2x+1,
于是100(2x+1)+x=m2,即67×3x=(m+10)(m-10),由于67是質(zhì)數(shù),故m+10與m-10中至少有一個是67的倍數(shù)。若m+10=67k(k是正整數(shù)),因為32≤m≤99,則m+10=67,即m=57,檢驗知572=3249,不符合題意,舍去;若m-10=67k(k是正整數(shù)),則m-10=67k,m=77,所以abcd=772=5929。
此問題中,我們在設(shè)未知數(shù)的時候,采取整體代換,即把cd=x看成整體,從而使問題簡化。
3.化歸轉(zhuǎn)化
“化歸”,即把不熟悉的問題轉(zhuǎn)化為與已熟練掌握的題目或定理聯(lián)系起來思考?;瘹w方法的特點是簡捷、明了、集約化思考。
例5:如圖,圓內(nèi)接四邊形ABCD的對角線相交于P點。求證:AB·AD∶CB·CD=AP∶PC.
分析:這個題難度很大,很難下手,但方法對頭就由難轉(zhuǎn)易,如果我們采取化歸的辦法清理思路就不難了。從求證中看出比例式兩邊方次不同,可能是右邊約去了因式。
我們從求證中看到AB·AD與CB·CD都是相鄰兩邊乘積,于是可聯(lián)想到很容易的一道題,即:已知△ABC內(nèi)接于⊙O,AD為△ABC中BC邊上的高,AE為△ABC外接圓的直徑(如右圖)。求證:AB·AC=AD·AE.
這個題目是很容易證的,只要連結(jié)BE,證明△ABE∽△ADC,或連結(jié)EC,證明△ABD∽△AEC即可。這個題用語言敘述就是“三角形兩邊之積等于其外接圓直徑與第三邊上的高之積”。用這個題的結(jié)論去證明本例可以發(fā)揮絕妙的作用。
4.一般到特殊轉(zhuǎn)化
例6:如圖,在△ABC中,AB=5,AC=7,∠B=60°,求BC的長。
分析:直角三角形是三角形中最特殊、最簡單的情形,因此,構(gòu)造Rt△解題是轉(zhuǎn)化的重要策略。如圖,過A作AD⊥BC于D,此題便迎刃而解。
5.數(shù)形轉(zhuǎn)化
運用數(shù)形轉(zhuǎn)化,找出形中隱含的數(shù)量關(guān)系,即可轉(zhuǎn)化為數(shù)量關(guān)系解決問題。
例7:如圖,矩形ABCDAE=ED,若EF把矩形ABCD的面積分為1:2,則■=______
分析:學(xué)生對這樣的問題總覺得不好下手。如果設(shè)一些參數(shù),用方程來解,就顯得非常容易。
設(shè)BC=a,AB=b,則AE=ED=■,再設(shè)BF=x,則FC=a-x,根據(jù)梯形面積公式,得方程:■=■,解得x=■,a-x=■a,故■=■.
6.合同變換轉(zhuǎn)化
對稱、平移、旋轉(zhuǎn)稱為合同變換,在幾何中經(jīng)常出現(xiàn)。
例8:如圖,已知梯形ABCD中,CD∥AB,∠BAD+∠ABC=90°,M、N分別為AB和CD的中點。
求證:MN=■(AB-CD).
分析:本題求證中線段的關(guān)系較分散。從題目特點考慮,注意到∠BAD+∠ABC=90°,則將AD、BC向內(nèi)平移會出現(xiàn)基本圖形Rt△NEF,問題轉(zhuǎn)化為證明MN為Rt△NEF斜邊上的中線,又轉(zhuǎn)化為AB-CD=EF=2MN即可。
綜上所述,數(shù)學(xué)轉(zhuǎn)化思想是中學(xué)數(shù)學(xué)教育中最活躍、最實用的,許多數(shù)學(xué)問題的解決都要運用轉(zhuǎn)化思想。教師在平時的教學(xué)中要善于引導(dǎo)和鼓勵學(xué)生在學(xué)習(xí)上和生活中經(jīng)常運用轉(zhuǎn)化思想。在解決數(shù)學(xué)問題時,我們要以不變應(yīng)萬變,不斷去探索,通過不斷的把問題轉(zhuǎn)化,從而解決數(shù)學(xué)問題。
參考文獻(xiàn):
[1]陶金瑞,霍鳳芹.淺談數(shù)學(xué)思想方法——化歸與轉(zhuǎn)化[J].成都大學(xué)學(xué)報(教育科學(xué)版),2007,(08).
[2]張力瓊.初中數(shù)學(xué)教學(xué)中滲透數(shù)學(xué)思想方法的教學(xué)策略研究[D].西北師范大學(xué),2007.