李紅霞
變形是數(shù)學解題活動中最基本而又常用的方法。那什么是數(shù)學變形?這是一個很模糊的概念,總之就是為了達到某種目的或需要而采取的一種手段,是化歸、轉(zhuǎn)化和聯(lián)想的準備階段。它屬于技能性的知識,既靈活又多變;一個公式,一個法則,它的表述形式是多種多樣的。當然它也存在著技巧和方法,也就是人們在學習數(shù)學的實踐中反復操練才能把握,乃至靈活應用的。在數(shù)學解題中,為了完成論證、求值、化簡等任務,常要對某些式子進行恒等變形,但是恒等變形又沒有規(guī)定的法則與方法,一個式子往往有多種可能的變形方向,因題而異,技巧性非常強。本文主要介紹變形技巧在高中數(shù)學中的一些應用。掌握好并靈活應用這些技巧,可以很快確定解題方向,減少解題的盲目性,提高解題效率。
變形舉例
“0”的變形技巧 恩格斯在《自然辨證法》一書中指出:“零不只是一個非常確定的數(shù),而且它本身比其他一切被要所限定的數(shù)都更重要,事實上,零比其他一切數(shù)都有更豐富的內(nèi)容……零乘以任何一個數(shù),都使這個數(shù)變?yōu)榱?,零除以任何一個不等于零的數(shù),都等于零……”由于零具備許多特殊的性質(zhì),因此,在解題活動中若能對這些特性加以注意,對于解題的順利進行是大有幫助的,下面舉例幾個“0”的特性在解題中的應用。例一:若a>b>c,求證.
分析:通過觀察可發(fā)現(xiàn)a-c可以變形為a-b+b-b,即式子a-c加了0(-b+b=0),則再利用不等式的性質(zhì)可方便解決這道題?!?”在這道題目中作為一座橋梁,通過這座橋梁,使我們的問題就變得很簡單。另外,在指數(shù)、對數(shù)中,解關(guān)于含有指數(shù)與對數(shù)的不等式,一定要化成同底的指數(shù)與對數(shù)。特別是在對數(shù)中,對于“0”就可以靈活處理,可以根據(jù)需要把“0”化成所需要的對數(shù)。
“1”的變形技巧 對于“1”的變型,在三角函數(shù)中,使用的最為廣泛。例二:已知tanα=2,求2sin2α-3sinαcosα-2cos2α的值。這道題的常規(guī)解法是把正切轉(zhuǎn)化成正弦與余弦的比值等于2,且正余弦的平方和等于1,聯(lián)立方程組,分別解出α的正余弦值,再代入所求的式子里面,得出所求式子的值,其中還會用到分類討論的思想,所以解題的過程就十分麻煩,且比較浪費時間。但如果應用“1”的代換,解題過程就相當?shù)暮唵?。其解題過程如下:
∴當即時,函數(shù)單調(diào)遞增;當即時,函數(shù)單調(diào)遞減。像這道題,把這樣一個比較復雜的式子,經(jīng)過了變形,化簡成了一個簡單的正弦型的函數(shù),最終通過了正弦函數(shù)的性質(zhì),得到了相應的結(jié)果。所以,像這樣的變形,可以把不熟悉的問題,通過變形轉(zhuǎn)化成熟悉的問題,進而達到解題的效果。
數(shù)列中的變形 同樣,在數(shù)列的解題過程中也用到了變形這一技巧。例四,已知數(shù)列,求的值。解:把原式變形得兩邊同除以得∴是首項為-1,d=-1的等差數(shù)列故∴。這道題,也是應用了變形的技巧。先把已知條件化成了數(shù)列的問題,而通過數(shù)列的通項公式這座橋,解出了。
結(jié)束語
數(shù)學中變形的方法與技巧遠遠不止以上這些,而上述幾種只不過是許多變形技巧中的幾個小分支。變形技巧是數(shù)學解題的一種方法,變形能力的強弱直接制約著解題能力的高低。在此強調(diào),變形屬于技能性的知識,需要在實踐中反復操練才能把握,直至靈活與綜合應用。由于高中數(shù)學的改革及社會發(fā)展的需求,以及提高學生應試能力和解決實際問題的能力,數(shù)學變形技巧作為一種解題的手段越來越被人們所喜愛,但是它并無一定之規(guī),所以這就需要在平時的學習中加以運用和積累。如果熟練掌握了基本的變形技巧,這會使解題過程得心應手,提高學生對數(shù)學的興趣和增強對數(shù)學學習的信心。
(作者單位:內(nèi)蒙古自治區(qū)阿拉善盟第一中學)