鄭曉令
摘 要:數(shù)學(xué)思想是數(shù)學(xué)的精髓,在數(shù)學(xué)教學(xué)中具有重要的影響.對(duì)數(shù)學(xué)思想的充分理解和靈活運(yùn)用是數(shù)學(xué)能力的集中體現(xiàn).數(shù)學(xué)思想貫穿于整個(gè)數(shù)學(xué)教學(xué)中.三角函數(shù)是高中數(shù)學(xué)的重要內(nèi)容之一,其中蘊(yùn)含著豐富的數(shù)形結(jié)合、分類討論、等價(jià)轉(zhuǎn)換、函數(shù)與方程等數(shù)學(xué)思想,學(xué)會(huì)用常用的數(shù)學(xué)思想解決三角函數(shù)問(wèn)題顯得尤為重要.
關(guān)鍵詞:高中數(shù)學(xué);三角函數(shù);數(shù)學(xué)思想;數(shù)學(xué)教學(xué)
1 數(shù)形結(jié)合思想
由數(shù)到形,以形助數(shù)的數(shù)形結(jié)合思想,具有可以使問(wèn)題直觀呈現(xiàn)的優(yōu)點(diǎn),有利于加深學(xué)生對(duì)知識(shí)的識(shí)記和理解;在解答數(shù)學(xué)題時(shí),數(shù)形結(jié)合有利于分析題中數(shù)量之間的關(guān)系,豐富表象,引發(fā)聯(lián)想,拓寬思路,迅速找到解題的方法,從而提高分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力.
數(shù)形結(jié)合思想就是把抽象的數(shù)和直觀的形雙向聯(lián)系與溝通,使抽象思想與形象思維有機(jī)地結(jié)合起來(lái)化抽象為形象,以期達(dá)到化難為易的目的.三角函數(shù)中可利用的圖形有兩類,即函數(shù)圖象和三角函數(shù)線(單位圓).
2 分類討論思想
分類是根據(jù)對(duì)象的本質(zhì)屬性的異同將其劃分為不同種類,即根據(jù)對(duì)象的共性與差異性,把具有相同屬性的歸入一類,把具有不同屬性的歸入另一類.分類討論是數(shù)學(xué)解題的重要手段,如果對(duì)學(xué)過(guò)的知識(shí)恰當(dāng)?shù)剡M(jìn)行分類,就可以使大量紛繁的知識(shí)具有條理性.
分類討論的思想就是整體問(wèn)題分解為幾個(gè)部分問(wèn)題來(lái)解決,它是邏輯劃分思想在解數(shù)學(xué)題中的具體運(yùn)用.它有三個(gè)重要的原則,即不越級(jí)、不重復(fù)、不遺漏.
3 方程的思想
方程的思想,就是從分析問(wèn)題的數(shù)量關(guān)系入手,把變量之間的聯(lián)系用方程的關(guān)系來(lái)反映,然后通過(guò)解方程或?qū)Ψ匠踢M(jìn)行討論的方法,使問(wèn)題得到解決.
4 函數(shù)的思想
函數(shù)的思想就是在解決問(wèn)題的過(guò)程中,把變量之間的關(guān)系抽象成函數(shù)關(guān)系,把具體問(wèn)題轉(zhuǎn)化為函數(shù)問(wèn)題,通過(guò)對(duì)函數(shù)相應(yīng)問(wèn)題的解決,便可達(dá)到解決具體問(wèn)題的目的.
方程與函數(shù)是互相聯(lián)系的,利用函數(shù)與方程之間的對(duì)立統(tǒng)一關(guān)系,能進(jìn)一步提高綜合運(yùn)用知識(shí)分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力.
5 整體思想
整體思想就是從問(wèn)題的整體性質(zhì)出發(fā),突出對(duì)問(wèn)題的整體結(jié)構(gòu)的分析和構(gòu)造,發(fā)現(xiàn)問(wèn)題的整體結(jié)構(gòu)特征,將給出式整體變形處理,把握他們之間的關(guān)聯(lián),進(jìn)行有目的,有意識(shí)的整體處理.
整體思想方法是一種常見的數(shù)學(xué)方法,它把研究對(duì)象的某一部分(或全部)看成一個(gè)整體,通過(guò)觀察與分析,找出整體與局部的有機(jī)聯(lián)系,從而在客觀上尋求解決問(wèn)題的新途徑.往往能起到化繁為簡(jiǎn),化難為易的效果.
6 換元思想
換元的思想就是對(duì)較復(fù)雜問(wèn)題有時(shí)恰當(dāng)?shù)貙?duì)變量作替換,可以達(dá)到化繁為簡(jiǎn),化未知為已知的目的.
7 化歸轉(zhuǎn)化思想
化歸轉(zhuǎn)化思想是數(shù)學(xué)中的一種重要思想方法.在處理數(shù)學(xué)問(wèn)題的時(shí)候,如果我們能把問(wèn)題進(jìn)行轉(zhuǎn)化,做到復(fù)雜問(wèn)題向簡(jiǎn)單問(wèn)題轉(zhuǎn)化、抽象問(wèn)題向具體問(wèn)題轉(zhuǎn)化等,往往能找到題目的考點(diǎn),從而找到解題突破口.
化歸思想在三角函數(shù)中應(yīng)用非常普遍,主要體現(xiàn)在:①化多角的形式為單角的形式;②化多種函數(shù)名稱為一種函數(shù)名稱;③化未知角為已知角;④化高次為低次;⑤化特殊為一般.轉(zhuǎn)化時(shí)要特別注意問(wèn)題的等價(jià)性.8 特殊化(具體化)思想
對(duì)一些比較復(fù)雜或抽象的問(wèn)題,若先將其特殊化或具體化,可以更容易找到解題思路.
例8 函數(shù)f(x)=Msin(ωx+φ)(ω>0),在區(qū)間[a,b]上是增函數(shù),且f(a)=-M,f(b)=M,則函數(shù)g(x)=Mcos(ωx+φ)在[a,b]( ).
A.是增函數(shù) B.是減函數(shù)
C.可以取得最大值M D.可以取得最小值
解:由于f(x)和g(x)兩函數(shù)圖象的相對(duì)位置關(guān)系不變,所以可令ω=1,φ=0,區(qū)間[a,b]為[-,],M=1,則g(x)=cosx,由余弦函數(shù)的性質(zhì)得答案為C.
此題主要考查函數(shù)f(x)=Msin(ωx+φ)的性質(zhì),兼考查分析思維能力.要求對(duì)基本函數(shù)的性質(zhì)能熟練運(yùn)用(正用和逆用);取特殊值可降低難度,簡(jiǎn)化解題思路.
9 類比聯(lián)想的方法
類比是一種推理方式,數(shù)學(xué)類比有著其獨(dú)特的思維形式和特征,合理的利用類比進(jìn)行數(shù)學(xué)教學(xué),將有助于提高教學(xué)效果,有助于鍛煉學(xué)生的思維能力和創(chuàng)新能力.
類比法不僅是一種由特殊到特殊的推理方法,也是一種尋求解題思路、猜測(cè)問(wèn)題答案或結(jié)論的發(fā)現(xiàn)方法.
10 逆向思想
逆向思想通常是指從問(wèn)題的反向進(jìn)行思考,運(yùn)用于正面考慮繁瑣或難以進(jìn)行時(shí)的一種解題思維策略,正確使用這種策略,往往能使問(wèn)題絕處逢生,找到求解的新途徑.
例10 將函數(shù) y=f(x)sinx的圖像向右平移個(gè)單位后,再作關(guān)于x軸的對(duì)稱變換,得到函數(shù)y=1-2sin2x的圖像,求f(x)的解析式.
解析:我們可以采用倒推的方法,即將整個(gè)變化過(guò)程逆過(guò)來(lái)考慮.
∵y=1-2sin2x=cos2x關(guān)于x軸的對(duì)稱變換為y=-cos2x,然后再向左平移個(gè)單位得y=-cos2x+=sin2x=2cosxsinx,對(duì)照比較原函數(shù)y=f(x)sinx得f(x)=2cosx.
在三角函數(shù)這一章的學(xué)習(xí)和復(fù)習(xí)過(guò)程中,如果學(xué)生能熟練掌握以上幾種數(shù)學(xué)思想方法,并靈活地借助這些數(shù)學(xué)思想方法進(jìn)行解題,不但可以避免復(fù)雜的運(yùn)算過(guò)程,還能使解題難度降低,加快解題速度.在學(xué)習(xí)中應(yīng)加以歸納與訓(xùn)練,能提高學(xué)生靈活處理問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力.