朱衛(wèi)星
摘 要: 中學(xué)數(shù)學(xué)知識(shí)中蘊(yùn)含著許多思想方法,就解決問題而言,化歸思想是解決問題的基本思想方法.利用已有知識(shí)經(jīng)驗(yàn),化生為熟;應(yīng)用思維策略,化繁為簡(jiǎn);運(yùn)用逆向思維,化正為反;借助數(shù)學(xué)圖形工具,化抽象為具體.通過化歸思想,提高學(xué)生綜合應(yīng)用數(shù)學(xué)思想的意識(shí)與能力.
關(guān)鍵詞: 化歸思想 解題能力 初中數(shù)學(xué)教學(xué)
在中學(xué),就解決問題而言,化歸方法是解決問題的基本思想方法.所謂化歸,就是把待解決的問題通過某種轉(zhuǎn)化過程,歸結(jié)到一類已經(jīng)能解決或者比較容易解決的問題中,借此獲得原問題解決的一種思想方法.在初中生的數(shù)學(xué)知識(shí)體系中,貯藏了一定量的數(shù)學(xué)公理、性質(zhì)、定理等基礎(chǔ)知識(shí),通過化歸方法,把所要解決的問題轉(zhuǎn)化為學(xué)生比較熟悉、比較容易的問題,方便求解.化歸的基本模式:
以下是我結(jié)合教學(xué)過程中的體會(huì),對(duì)初中數(shù)學(xué)運(yùn)用化歸思想解題的初探.
一、利用已有知識(shí)經(jīng)驗(yàn),化生為熟
學(xué)習(xí)是一個(gè)在已有知識(shí)經(jīng)驗(yàn)體系基礎(chǔ)上不斷積累的過程,后續(xù)新知識(shí)的學(xué)習(xí)與解決問題的策略方法,都離不開學(xué)生原有的知識(shí)體系和數(shù)學(xué)素養(yǎng).化歸之“化”,即是將面臨的新問題“轉(zhuǎn)化”為比較熟悉的問題,在陌生中努力尋找熟悉的因素,以便將問題向著我們熟悉的方向轉(zhuǎn)化,努力尋找與問題比較接近而又是相對(duì)熟悉的問題,化生為熟,運(yùn)用已知結(jié)論或已有解題經(jīng)驗(yàn),使問題得到解決.
例1:蘇科版九年級(jí)上冊(cè)中,證明圓周角定理:圓周角的度數(shù)等于它所對(duì)弧上的圓心角度數(shù)的一半.
分析:經(jīng)過操作與思考,學(xué)生認(rèn)識(shí)到一條弧所對(duì)的圓周角有無數(shù)個(gè),這些圓周角對(duì)于圓心的位置有3種.如圖,①圓心在圓周角的一邊上;②圓心在圓周角的內(nèi)部;③圓心在圓周角的外部.對(duì)于第一種情形,①圓心在圓周角的一邊上,利用等邊對(duì)等角、外角性質(zhì),學(xué)生能證明其余兩種情形.引導(dǎo)學(xué)生自主探索,通過添加輔助線,轉(zhuǎn)化成第一種情形來證,從而總結(jié)出一般規(guī)律,圓周角的度數(shù)等于它所對(duì)弧上的圓心角度數(shù)的一半.
解:如圖1,①當(dāng)圓心在圓周角的一邊上
設(shè)∠A=x
∵OA=OB
∴∠OBA=∠OAB=x
∵∠BOC是∠OBA的外角
∴∠BOC=∠OBA+∠OAB=2x
∴∠BAC=∠BOC
如圖2,②當(dāng)圓心在圓周角的內(nèi)部:
作直徑AD,轉(zhuǎn)化成①的情形,圓周角∠BAC=∠BAD+∠CAD;
③當(dāng)圓心在圓周角的外部:
作直徑AD,轉(zhuǎn)化成①的情形,圓周角∠BAC=∠BAD-∠CAD.
上述例題中,在學(xué)生已解決問題①:當(dāng)圓心在圓周角的一邊上的前提下,采用迂回的手段將要解決的問題②:圓心在圓周角的內(nèi)部;③:圓心在圓周角的外部,通過添設(shè)輔助線,作直徑AD,變換成熟悉的第一種情形,使問題得以解決.
二、應(yīng)用思維策略,化繁為簡(jiǎn)
當(dāng)所遇問題結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜,對(duì)于一般學(xué)生來講很難直接求解時(shí),我們通??伤伎急M可能將問題轉(zhuǎn)化為比較簡(jiǎn)單的易于確定解題方向的問題,從而使新問題得到解決.
∴原方程的解為:-2和1.
通過恰當(dāng)換元,對(duì)問題做形式上的轉(zhuǎn)換,這樣就容易揭示出問題的內(nèi)在聯(lián)系,化繁為簡(jiǎn),化難為易,使問題輕松獲解,有利于后進(jìn)生樹立學(xué)習(xí)信心.
三、運(yùn)用逆向思維,化正為反
我們?cè)诮鉀Q問題時(shí),一般從分析題目中的已知條件入手,層層推理,得出所需要求證的結(jié)論,有時(shí)我們也可以運(yùn)用逆向思維,化正為反,從與常規(guī)思維相反的方向認(rèn)識(shí)問題,從對(duì)立的角度思考問題,尋求解題途徑,提高學(xué)生分析思維能力和解決復(fù)雜問題的能力.
例3:判斷命題“在一個(gè)三角形中,至少有兩個(gè)銳角,最多有一個(gè)鈍角”的真假.
分析:假設(shè)三角形中銳角的個(gè)數(shù)少于2個(gè),那么三角形中就會(huì)出現(xiàn)兩個(gè)或兩個(gè)以上的角是鈍角或直角,兩個(gè)鈍角或兩個(gè)直角的和加上第三個(gè)角的度數(shù)一定大于180°,這就違背了三角形內(nèi)角和是180°的性質(zhì),所以一個(gè)三角形至少有2個(gè)銳角,最多有1個(gè)鈍角,從而得出原命題是假命題.
例4:二次函數(shù)y=x+bx+c的圖像向左平移三個(gè)單位,再向上平移2個(gè)單位,得二次函數(shù)y=x-2x+1的圖像,求b、c的值.
分析:將二次函數(shù)y=x-2x+1的圖像沿著反方向平移,即向右平移3個(gè)單位,再向下平移2個(gè)單位得到二次函數(shù)y=x+bx+c的圖像,就能輕松求出b、c的值.
我們?cè)诮鉀Q一些問題時(shí),可以運(yùn)用逆向思維,從問題的對(duì)立面入手,化正為反,易于問題的解決.
四、借助數(shù)學(xué)圖形工具,化抽象為具體
數(shù)學(xué)學(xué)科具有高度的抽象性,為了便于理解問題,平時(shí)引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)題意,把涉及的各個(gè)數(shù)量及數(shù)量之間的關(guān)系用圖形表示出來,化抽象為具體,增強(qiáng)直觀性,有利于問題的求解.
例5:如圖1,C為線段BD上一動(dòng)點(diǎn),分別過點(diǎn)B、D作AB⊥BD,ED⊥BD,連接AC、EC.已知AB=2,DE=1,BD=8,設(shè)CD=x.
(1)用含x的代數(shù)式表示AC+CE的長(zhǎng);
(2)請(qǐng)問點(diǎn)C滿足什么條件時(shí),AC+CE的值最小;
(3)根據(jù)(2)中的規(guī)律和結(jié)論,請(qǐng)求出代數(shù)式的最小值.
分析:在解決問題(3)時(shí),我們可以模仿圖1,并由(1)(2)的結(jié)果可作BD=12,過點(diǎn)B作AB⊥BD,過點(diǎn)D作ED⊥BD,使AB=2,ED=3,連接AE交BD于點(diǎn)C,如圖2,則AE的長(zhǎng)即為代數(shù)式的最小值,然后構(gòu)造矩形AFDB,Rt△AFE,利用矩形的直角三角形的性質(zhì)可求得AE的值.借助數(shù)學(xué)圖形工具,把求形如的代數(shù)式的最小值,化為直角三角形,利用勾股定理求解.把“數(shù)”的問題,通過“形”使之直觀化,使原問題易于獲得解決.
在列方程解決應(yīng)用題中,我們常常通過畫線段或畫圖表等方法,將問題直觀化,這樣就容易理解問題中相關(guān)數(shù)量之間的關(guān)系.
例6:某種商品以8元購進(jìn),若按每件10元售出,每天可銷售200件,現(xiàn)采用提高售價(jià),減少進(jìn)貨量的辦法來增加利潤(rùn),已知這種商品每漲價(jià)0.5元,其銷售量就減少10件.
(1)當(dāng)售價(jià)提高多少元時(shí),每天利潤(rùn)為700元?
(2)設(shè)售價(jià)為x元,利潤(rùn)為y元,請(qǐng)你探究售價(jià)為多少元時(shí),利潤(rùn)最大,最大利潤(rùn)是多少?分析:設(shè)應(yīng)漲價(jià)x元,每天利潤(rùn)為700元.
在此銷售問題中,涉及漲價(jià)前、后的進(jìn)價(jià)、售價(jià)、利潤(rùn)和銷售量,數(shù)量較多,引導(dǎo)學(xué)生用畫圖表的方法,把這些相關(guān)的數(shù)量列出來,增強(qiáng)直觀性,方便學(xué)生表達(dá)漲價(jià)后銷售量的代數(shù)式,有利于本題的解決.
化歸思想是數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)中的一種重要思想,是數(shù)學(xué)解題中普遍使用的方法,平時(shí)在教學(xué)中引導(dǎo)學(xué)生充分審題,仔細(xì)觀察,挖掘題意中隱藏的化歸思想方法,充分調(diào)動(dòng)和運(yùn)用我們已有的知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)和方法,有利于問題的解決,不斷總結(jié)應(yīng)用化歸方法解決問題的規(guī)律,提高學(xué)生綜合應(yīng)用數(shù)學(xué)思想的意識(shí)與能力.
參考文獻(xiàn):
[1]孫高傳.淺談運(yùn)用化歸思想解題的策略.
[2]曹曉梅.如何在初中數(shù)學(xué)解題中運(yùn)用化歸思想.