張劍祥 周云
【摘要】作為最基本、最常用的思想方法,化歸思想在高中數(shù)學(xué)教學(xué)中扮演著重要的角色,使學(xué)生能夠快速準(zhǔn)確地解題。本文對化歸思想及其原則進(jìn)行了論述,并通過幾個案例分析了化歸思想在高中數(shù)學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用。
【關(guān)鍵詞】化歸思想;原則;高中數(shù)學(xué)教學(xué);案例分析
一、引言
目前,很多教師都已經(jīng)意識到了思想教學(xué)在數(shù)學(xué)教學(xué)中的重要性,并努力嘗試從數(shù)學(xué)思想角度去教學(xué)。但大多數(shù)教師只是將數(shù)學(xué)思想拘泥于解題技巧的運(yùn)用,不能夠深入地認(rèn)識數(shù)學(xué)教學(xué)中的數(shù)學(xué)思想,更不能站在一定高度上使其廣泛化。好多學(xué)生反映上課時能聽懂,但是碰到稍微難一點(diǎn)的數(shù)學(xué)題就不會解,中學(xué)學(xué)到的數(shù)學(xué)知識,畢業(yè)之后常因用不到就忘掉了,但數(shù)學(xué)精神、數(shù)學(xué)思維和推理方法仍銘記在腦海中。這些都是數(shù)學(xué)思想方法在起作用,化歸思想是數(shù)學(xué)教學(xué)中最基本和最常用的思想方法,但是許多高中學(xué)生對這一思想的運(yùn)用還不熟練,教師有必要加強(qiáng)對學(xué)生化歸思想方面的培養(yǎng)。
二、化歸思想及其重要性
化歸思想是一種基本的數(shù)學(xué)思想方法,就是在處理復(fù)雜問題時,通過將題目變化或轉(zhuǎn)化,歸結(jié)為比較簡單的問題或已經(jīng)解決的問題,從而使復(fù)雜問題得到解決。在高中數(shù)學(xué)教學(xué)過程中,化歸思想方法無疑占據(jù)著重要的地位,數(shù)學(xué)問題的解決總與化歸思想密切聯(lián)系,在數(shù)學(xué)研究中得到了廣泛的應(yīng)用,如由未知向已知的轉(zhuǎn)化、由復(fù)雜向簡單的轉(zhuǎn)化,由新知識向舊知識的轉(zhuǎn)化、由實際問題向數(shù)學(xué)問題的轉(zhuǎn)化等各種轉(zhuǎn)化,結(jié)果都是由陌生轉(zhuǎn)位熟悉,從而解決問題?;瘹w思想有利于改變數(shù)學(xué)教育落后的局面,不斷促進(jìn)數(shù)學(xué)教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法改革的深入,從而加強(qiáng)學(xué)生思維能力的培養(yǎng),全面提高數(shù)學(xué)教育質(zhì)量。
三、劃歸原則
化歸思想具有多層次和重復(fù)性的特點(diǎn),貫穿于整個數(shù)學(xué)學(xué)科中,為了充分調(diào)動和運(yùn)用我們熟悉的知識、方法和經(jīng)驗,有效地進(jìn)行劃歸,在劃歸過程中應(yīng)遵循以下原則:首先是熟悉化原則,就是將陌生的復(fù)雜問題轉(zhuǎn)化為熟悉的簡單問題,如將非等差等比數(shù)列轉(zhuǎn)化為等差等比數(shù)列;第二是簡單化原則,是將復(fù)雜的高難度的問題轉(zhuǎn)化為簡單的問題,通過對簡單問題的解決從而解決原復(fù)雜問題;第三是具體化原則,在分析和解決問題時,將抽象的問題具體化,將問題直觀化進(jìn)行求解;最后是和諧化原則,就是將問題的展現(xiàn)形式轉(zhuǎn)變?yōu)楦臃蠑?shù)學(xué)中和諧統(tǒng)一的形式,如讓沒有規(guī)律的式子變得越來越有規(guī)律。
四、案例分析
1.由高次式向低次式的轉(zhuǎn)化
在高中數(shù)學(xué)中有許多高次式,使學(xué)生們不知道從何下手,如果能用化歸思想把高次式轉(zhuǎn)化為低次式,問題就可以很容易迎刃而解。
例:已知,求的值。
從題目中可以看出,本題所給的條件是含字母x的一次等式,而問題是含x的四次式,我們可以把問題通過降次,轉(zhuǎn)化為熟悉的低次等式從而解決問題。
2.由多元向一元轉(zhuǎn)化
當(dāng)題目中出現(xiàn)未知數(shù)時,學(xué)生一般都會想到消除未知數(shù)。一元的未知數(shù)很好消除,但對于多元未知數(shù)就有一定難度了,如果能把多元轉(zhuǎn)化為一元未知數(shù),問題就容易多了。
例:若,求。
本題可以新增加一個未知數(shù)k,表面看似乎是把問題更加復(fù)雜化了,但是可以把問題中的三個未知數(shù)都轉(zhuǎn)化為一個未知數(shù)k,問題就簡單多了。
,x=3k,y=-5k,z=8k,
3.幾何問題向代數(shù)問題轉(zhuǎn)化
例:在等腰直角三角形ABC中,∠C=90°, P為AB邊上任意一點(diǎn)。求證:|AP2|+|BP2|=2|CP2|
分別以AC、BC所在的直線為x軸、y軸,C為原點(diǎn)建立平面直角坐標(biāo)系,依題意設(shè)A(a, 0),B(0,a), C(0, 0). 則AB邊上的點(diǎn)P為(x, y)
|AP2|+|BP2|=(x-a)2+(y-0)2+(x-0)2+(y-a)2=
2x2+2y2-2a(x+y-a)
由于點(diǎn)P在AB邊上,所以
x+y-a=0,|AP2|+|BP2|=2x2+2y2,
2|CP2|=2x2+2y2=|AP2|+|BP2|
由此可見,用化歸思想把幾何問題轉(zhuǎn)化為代數(shù)問題,就把問題的難度降低了很多。
4.由動向靜轉(zhuǎn)化
世間萬物都是相對靜止的,絕對運(yùn)動的,我們要用運(yùn)動的,變化的觀點(diǎn)來看待問題,在解答數(shù)學(xué)問題時也一樣,把通常認(rèn)為的不變量看成變量,或許就可以使復(fù)雜問題簡單化。
例:對于任意a∈[-1,1],函數(shù)f(x)=x2+(a
-4)x+2-2a的值恒大于零,求x值的取值范圍。
在本題中,一般學(xué)生都會把x看成變量,這樣的話,題目就成了比較繁雜的二次函數(shù)問題,這時候我們可以利用化歸思想把a(bǔ)看成變量,就使題目轉(zhuǎn)化為簡單的一次函數(shù)問題。
設(shè)g(a)=x2+(a-4)x+2-2a=(x-2)a+x2-4x+2=f(x)
為以a為變量的一次函數(shù),要使g(a)>0并且滿足條件a∈[-1,1],則只需要g(-1)>0并且g(1)>0即可,把a(bǔ)=-1和1分別代入(x-2)a+x2-4x+2>0即可求出x的取值范圍為(-∞,0)∪(4,+∞)
除了以上分析的幾種方法外,規(guī)劃思想方法還有很多種,比如配方法、分解法、建模法、特殊化法等,這些劃歸方法在高中數(shù)學(xué)中無處不在,教師在平時的教學(xué)實踐過程中,應(yīng)當(dāng)對這些方法不斷進(jìn)行總結(jié),充分引導(dǎo)學(xué)生發(fā)散思維,把必要的解題技巧傳授給學(xué)生,讓學(xué)生能夠感受到劃歸方法的精妙和作用,并使學(xué)生熟練掌握這些方法。
五、結(jié)語
總之,化歸思想從復(fù)雜到簡單、從陌生到熟悉來解決數(shù)學(xué)問題,在數(shù)學(xué)解題中發(fā)揮著重要的作用。在高中數(shù)學(xué)教學(xué)中,教師應(yīng)加強(qiáng)學(xué)生運(yùn)用化歸思想解題的訓(xùn)練,使學(xué)生熟練掌握劃歸方法,快速準(zhǔn)確地進(jìn)行解題,提高數(shù)學(xué)教育質(zhì)量。
參考文獻(xiàn):
[1]史善國.探析初中數(shù)學(xué)教學(xué)中的化歸思想[J].教師觀點(diǎn),2012(9):76-77
[2]房臣鋼.在高中數(shù)學(xué)教學(xué)中運(yùn)用化歸思想的案例分析[J].教學(xué)案例,2013(8):45
[3]韓新社.數(shù)學(xué)教學(xué)中的分類與化歸思想[J].武漢船舶職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報,2012(6):75-77
[4]戴再平.數(shù)學(xué)方法與解題研究[M].北京:高等教育出版社,1996
[5]顧越嶺.數(shù)學(xué)教學(xué)中化歸方法的難點(diǎn)及其突破[J].數(shù)學(xué)教育學(xué)報,2001,10(1):19-22