歐陽(yáng)昱燾
【摘 要】在高中數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)過(guò)程中,做到提高解題效率,確保解題準(zhǔn)確性是每個(gè)學(xué)生應(yīng)該追求的目標(biāo)。整體思想是諸多高中數(shù)學(xué)解題方法中的重要組成部分,深入領(lǐng)略整體思想的內(nèi)涵,并將整體思想巧用于高中數(shù)學(xué)解題過(guò)程中,是每個(gè)高中生的必備技能。本文首先闡述了整體思想的內(nèi)涵及重要性,其次列舉了整體思想在高中數(shù)學(xué)解題過(guò)程中的具體應(yīng)用,以此優(yōu)化解題策略。
【關(guān)鍵詞】整體思想;高中數(shù)學(xué);解題效率;方法
高中數(shù)學(xué)集抽象性、邏輯性、復(fù)雜性于一體,是一門(mén)上手難度較大的學(xué)科,同時(shí)又是很多學(xué)科的基礎(chǔ)。在解題過(guò)程中,如果學(xué)生不能掌握好精準(zhǔn)有效的解題方法,那么,就會(huì)降低解題效率。提高解題準(zhǔn)確性,增加解題難度,進(jìn)而降低了對(duì)高中數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí)興趣和自信心。整體思想作為諸多高中數(shù)學(xué)解題方法中的重要組成部分,常常被運(yùn)用在解題過(guò)程中,它能夠降低解題難度,幫助學(xué)生提高解題效率和解題準(zhǔn)確性,達(dá)到提高數(shù)學(xué)成績(jī)的目的。
一、整體思想的內(nèi)涵和重要性
所謂整體思想,就是指在解題過(guò)程中,通過(guò)對(duì)題目條件的解讀和分析,發(fā)掘題中各個(gè)條件之間的相互聯(lián)系,再將其中某一部分看作一個(gè)整體,利用整體換元、整體代入等方式,通過(guò)整體變形、整體構(gòu)造等手段,將一個(gè)看似復(fù)雜的題目簡(jiǎn)單化、抽象的條件具體化,在做題上有一種煥然一新的感覺(jué)。整體思想作為一種基礎(chǔ)的解題思想,它的運(yùn)用有利于鍛煉學(xué)生對(duì)條件的整合能力、邏輯分析能力,同時(shí),還可培養(yǎng)學(xué)生舉一反三的解題思想,從而提高他們的解題效率及準(zhǔn)確性,最終達(dá)到提高數(shù)學(xué)成績(jī)的目的。
二、整體思想在高中數(shù)學(xué)解題中的具體實(shí)踐和應(yīng)用
1.整體思想在復(fù)數(shù)計(jì)算中的應(yīng)用
例題1:虛數(shù)z滿(mǎn)足z=8,求z-3z-6z-11=0的值。
分析:很多同學(xué)在解答此類(lèi)型題目時(shí)的第一念頭就是直接求解虛數(shù)z,然后再代入原等式。那么,這樣的解題過(guò)程將會(huì)十分復(fù)雜,另外題中并沒(méi)有直接代入的條件和關(guān)系式。如果一昧糾結(jié)在這種解題思想中,難免會(huì)陷入解題誤區(qū),或者說(shuō)是解題黑洞,進(jìn)入命題人的圈套。因此,倘若將整體思想恰當(dāng)?shù)剡\(yùn)用到解題過(guò)程中,先運(yùn)用公式轉(zhuǎn)化條件,再整體代入原等式,那么,思路立馬變得暢通,具體如下:
解:∵z=8∴z-2=0∴(z-2)·(z+2z+4)=0
∵虛數(shù)z≠2∴z+2z+4=0恒成立∴z+2z=-4
∴原式=z-3(z+2z)-11=8-3×(-4)-11=9
2.整體思想在三角函數(shù)計(jì)算中的應(yīng)用
例題2:求H=sin13+cos14+sin13cos14的值。
分析:此類(lèi)計(jì)算題看似只是一個(gè)簡(jiǎn)單的三角函數(shù)求值問(wèn)題,但動(dòng)筆計(jì)算即可發(fā)現(xiàn)sin13和cos14并不在特殊的三角函數(shù)集范圍內(nèi)。同時(shí),如果使用配方法或三角函數(shù)萬(wàn)能公式解法對(duì)原式中各函數(shù)逐一進(jìn)行分解,不可避免需要大量的計(jì)算,這樣一來(lái)就會(huì)提高計(jì)算過(guò)程中的出錯(cuò)率。而此時(shí),若將整體思想運(yùn)用其中,將不標(biāo)準(zhǔn)的三角函數(shù)式化為常見(jiàn)的經(jīng)典的三角函數(shù)標(biāo)準(zhǔn)式,則可大大簡(jiǎn)化計(jì)算過(guò)程,進(jìn)而提高計(jì)算效率及準(zhǔn)確率,具體如下:
解:假設(shè)H=sin13+cos14+sin13cos14
Q=cos13+sin14+cos13sin14
那么可得:H+Q=2+sin27H-Q=-0.5-sin27
兩式相加得:H=0.75即所求。
(可見(jiàn),sin27并非常見(jiàn)的三角函數(shù),但是前面的一正一負(fù)在兩式相加后正好可以抵消,這道題恰恰體現(xiàn)了整體思想運(yùn)用過(guò)程中化繁為簡(jiǎn)的作用,是一道經(jīng)典的例題。)
3.整體思想在幾何問(wèn)題中的應(yīng)用
例題3:已知某個(gè)長(zhǎng)方形,周長(zhǎng)為30,面積為16,求這個(gè)長(zhǎng)方形對(duì)角線(xiàn)的長(zhǎng)度。
分析:不少學(xué)生初次解答這類(lèi)問(wèn)題時(shí),腦海中第一種解題思路便是先求出長(zhǎng)方形兩邊的長(zhǎng)度,進(jìn)而代入對(duì)角線(xiàn)計(jì)算式中求出對(duì)角線(xiàn)的長(zhǎng)度。
計(jì)算過(guò)程如下:設(shè)長(zhǎng)方形兩邊分別為a和b,a≦b,由題意可得2(a+b)=30,ab=16,整理可得一個(gè)二元一次方程:a-15a+16=0。
不難看出,以上二元一次方程式的解并非整數(shù),求解起來(lái)思路單一,而且在求a值過(guò)程中可能會(huì)出錯(cuò),降低解題效率。
不如我們換一種解法,從條件中找出長(zhǎng)方形周長(zhǎng)、面積、對(duì)角線(xiàn)長(zhǎng)度三者關(guān)系,可化簡(jiǎn)為以下式子:
對(duì)角線(xiàn)長(zhǎng)度c====
4.整體思想在求解方程中的應(yīng)用
例題4:解方程(x+1)/(x+1)+6·(x+1)/(x+1)=5
分析:許多學(xué)生在解答此題時(shí),沒(méi)有注意到等式左邊的兩項(xiàng)存在互為倒數(shù)的關(guān)系,因此,直接在左右兩項(xiàng)同時(shí)乘以(x+1)·(x+1),則x最高次數(shù)為3,增加了求解計(jì)算時(shí)的難度,不但麻煩,而且容易出錯(cuò)。因此,我們可以引入整體換元思想,用m來(lái)代替(x+1)/(x+1),于是,原方程可以化簡(jiǎn)為:m+6/m=
5,求出m=2或m=3,從而求出未知數(shù)x的值。
5.整體思想在函數(shù)求值中的應(yīng)用
例題5:已知函數(shù)f(x)=x/(1+x),求H=f(1)+f(2)+f(3)+f(4)+f(1/2)+f(1/3)+f(1/4)的值.
分析:這道題主要考察學(xué)生的整體觀察能力,f(x)的具體形式已經(jīng)給出,若只是將1;2;3;4;1/2;1/3;1/4分別都代入到f(x)=x/(1+x)中,那么,就會(huì)陷入出題人的圈套。解答本題的關(guān)鍵在于學(xué)會(huì)分析條件,并從條件中找到規(guī)律。例如:f(2)與f(1/2)中,x的取值互為相反數(shù),那么,我們可以嘗試通過(guò)f(x)=x/(1+x)推導(dǎo)出f(1/x)的具體展開(kāi)形式。沿著這個(gè)思路不難發(fā)現(xiàn),f(x)+f(1/x)=1這個(gè)非常重要的規(guī)律,然后將其作為一個(gè)整體代入到H中,可快速得出答案H=3.5。
例題6:已知(2+x)=a+ax+ax+ax+ax,
求(a+a+a)-(a+a)的值。
分析:這道題是1999年的高考題,命題人著重考察的是整體思想在解題過(guò)程中的運(yùn)用。不少考生直接將(a+a+a)-(a+a)展開(kāi),而展開(kāi)后又沒(méi)了頭緒。利用整體思想,不妨先將該式因式分解,得到(a+a+a)-(a+a)=(a+a+a+a+a)·(a+a+a-a-a),然后將(a+a+a+a+a)與(a+a+a-a-a)看作一個(gè)整體,分別將x=1和x=-1代入,則(2+)=a+a+a+a+a;(2-)=a-a+a-a+a,易得到結(jié)果為1。
三、總結(jié)
綜上所述,以上各道例題都體現(xiàn)了整體思想在高中數(shù)學(xué)中多個(gè)方面的應(yīng)用,主要包括在復(fù)數(shù)計(jì)算中的應(yīng)用、三角函數(shù)化簡(jiǎn)中的應(yīng)用、幾何問(wèn)題中的應(yīng)用、方程求解過(guò)程中的應(yīng)用,以及在函數(shù)求值過(guò)程中的應(yīng)用等。另外,整體思想還能運(yùn)用于數(shù)列求和、函數(shù)極值等問(wèn)題的求簡(jiǎn)。通過(guò)上述例題的分析過(guò)程,不難看出,高中數(shù)學(xué)知識(shí)所涵蓋的內(nèi)容多、范圍廣,對(duì)邏輯思考能力及動(dòng)手計(jì)算能力準(zhǔn)確性的要求高。而整體思想具有極高的應(yīng)用價(jià)值,它能夠幫助學(xué)生擅于從題目的已知條件中挖掘其內(nèi)在聯(lián)系,掃除解題過(guò)程中不必要的障礙,找準(zhǔn)突破口,進(jìn)而達(dá)到提高解題效率及準(zhǔn)確度的目的。
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