劉艷華
摘 要:轉化思想是中學數(shù)學基本思想中的一種重要思想,它在解題中運用廣泛,如果能很好地掌握這種方法,則可以達到化繁為簡,巧妙地解決問題的效果。
關鍵詞:轉化思想 數(shù)與數(shù) 形與形 數(shù)與形
中圖分類號:G623.5 文獻標識碼:A 文章編號:1673-9795(2014)02(c)-0106-01
數(shù)學的內(nèi)容,包括數(shù)學知識和蘊涵于知識中的數(shù)學思想方法兩個部分組成。概念、定理、公式等知識是數(shù)學的外在表現(xiàn)形式,而數(shù)學思想方法則是數(shù)學發(fā)展的內(nèi)在動力,促進著數(shù)學事實的發(fā)現(xiàn)和繁衍,具有潛在價值,把握住它就可以把握住數(shù)學發(fā)展的脈絡。
“方法”與“思想”之間,沒有嚴格的界限。習慣上把那些具體的、操作性較強的辦法稱之為方法,而把那些抽象的、涉及范圍較廣的或框架性的辦法稱為思想。中學數(shù)學基本的思想有:轉化思想、分類討論思想、數(shù)形結合思想。其中轉化思想是最基本、最重要、應用最廣泛的數(shù)學思想,是數(shù)學思想的精華。轉化思想對于解決問題具有普通的指導意義,而轉化意識、轉化能力的高低是一個人數(shù)學水平高低的標志之一。轉化思想方法的特點是具有靈活性和多樣性。在應用轉化的思想方法去解決數(shù)學問題時,沒有一個統(tǒng)一的模式去進行。它可以在數(shù)與數(shù)、形與形、數(shù)與形之間進行轉換。下面就具體問題淺談轉化思想在解題中的應用。
1 數(shù)與數(shù)之間的轉化
問題:兩個多邊形的邊數(shù)之比是1∶2,內(nèi)角和度數(shù)之比是1∶3,分別求出這兩個多邊形的邊數(shù)。
分析:碰到這類問題,我們首先想到的是用方程解,令其中一個多邊形的邊數(shù)是n,則另一個的邊數(shù)是2n,再根據(jù)多邊形內(nèi)角和公式,結合題意,得出方程3(n-2)·180°=(2n-2)·180°,再進行求解得出結論??墒侨绻紤]多邊形的邊數(shù)之比與度數(shù)之比之間的關系,把度數(shù)之比轉化成邊數(shù)之比,解決問題會變得很簡潔。從“n邊形的內(nèi)角和=(n-2)·180°”公式中,我們發(fā)現(xiàn)求比值的時候,可以同時約去180°這個公因數(shù)。因此,該問題就等價于“兩個多邊形的邊數(shù)之比是1∶2,當每個多邊形的邊數(shù)都減少2時,它們的邊數(shù)之比是1∶3。分別求出這兩個多邊形的邊數(shù)?!蓖ㄟ^這樣的轉化,我們很快算出其中一個多邊形的邊數(shù)是:2×2=4;另一個多邊形的邊數(shù)是4×2=8或2×3+2=8。如此只要經(jīng)過簡單的計算就能把問題解決,可見轉化思想的運用給我們帶來了簡便。
2 形與形之間的轉化
問題:如圖1,一只螞蟻沿棱長為a的正方體表面從頂點A爬到頂點B,則它走過的最短距離路程為多少?
分析:解決立體圖形表面距離最短問題,一般轉化為平面圖形,即將表面展開,根據(jù)“兩點之間線段最短”得出結論。
這種立體圖形平面化的思想是解決這類問題慣用的思想,掌握好這種思想,為學生后續(xù)進入高中的學習立體幾何知識有很大幫助。
3 數(shù)與形之間的轉化
問題1:如圖2,四邊形ABCD是直角梯形,∠B=90°,AB=8 cm,AD=24 cm,BC=26 cm。點P從A出發(fā),以1 cm/s的速度向點D運動;點Q從點C出發(fā),以3 cm/s的速度向B運動。其中一個動點到達端點時;另一個動點也隨之停止運動。從運動開始,經(jīng)過多少時間,四邊形PQCD成為平行四邊形,成為等腰梯形?
分析:若成為平行四邊形,則PD=CQ,則點P、Q運動的路程之和是AP+CQ= AP+PD=AD,又知道點的運動速度,因此,這個問題可以轉化為“行程問題”,則所用時間=,類似地,當成為等腰梯形時,所用的時間=。像這樣把幾何的問題轉化為代數(shù)問題,把復雜的問題轉化為簡單的問題,正是轉化思想的精髓所在,我們?nèi)绻芎玫膽盟?,會給我們的解題帶來很大的幫助,就會為我們贏得更多的時間。
問題2:已知均為正數(shù);且求證:。
分析:觀察發(fā)現(xiàn)問題的題設與勾股定理的結論相似,可聯(lián)想轉化為構造直角三角形來研究。于是構造如圖3Rt△ABC,使所以作CD⊥AB,于是BC=BD·AB,
像這樣把一些代數(shù)題,恰當?shù)臉嬙鞄缀螆D形,轉化為圖形問題,從而達到簡潔地解決問題。
4 結語
無論是把幾何問題轉化為代數(shù)問題,還是把代數(shù)問題轉化為幾何問題,共同的目的都是使問題熟悉化,簡單化。莫斯科大學教授C.A.雅潔卡婭曾在一次向數(shù)學奧林匹克參賽者發(fā)表《什么叫解題》的演講時提出:“解題就是把要解題轉化為已經(jīng)解過的題”。數(shù)學的解題過程,就是從未知向已知、從復雜到簡單的轉換過程。
參考文獻
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