劉燕囡
數(shù)學(xué)是研究數(shù)量、結(jié)構(gòu)、變化、空間以及信息等概念的一門(mén)科學(xué),在人類(lèi)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展中,數(shù)學(xué)發(fā)揮著不可替代的作用.中學(xué)數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)會(huì)直接影響到代數(shù)、幾何、統(tǒng)計(jì)等更深層次的學(xué)習(xí),因此,在中學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中,要穩(wěn)扎穩(wěn)打,教會(huì)學(xué)生建立正確的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)思維,才能更好地學(xué)好數(shù)學(xué).化歸思想就是一種行之有效的數(shù)學(xué)思維.
一、化歸思想的概念
化歸思想總的來(lái)說(shuō)就是轉(zhuǎn)化和歸結(jié),是將一個(gè)問(wèn)題由繁復(fù)變簡(jiǎn)單、由難變易、由抽象變直觀的過(guò)程.數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí)也是從易到難,從簡(jiǎn)單到復(fù)雜的過(guò)程.在面對(duì)一道數(shù)學(xué)題,已掌握的知識(shí)與方法都不能解題的時(shí)候,通過(guò)研究和分析數(shù)學(xué)問(wèn)題之間的關(guān)系,將問(wèn)題通過(guò)變換轉(zhuǎn)化,使之變成已知求解的過(guò)程,從而達(dá)到解題的一種方法.化歸思想既是一種解題思想,也是一種基本的思維策略,更是一種有效的數(shù)學(xué)思維方式.
二、化歸思想應(yīng)遵循的原則
化歸思想在簡(jiǎn)單的、具體的、基礎(chǔ)的知識(shí)上,把未知的、復(fù)雜的、抽象的知識(shí)轉(zhuǎn)化歸結(jié)到簡(jiǎn)單的、基礎(chǔ)的、具體的問(wèn)題來(lái)解決,其應(yīng)遵循的原則有以下幾個(gè)方面.
1.簡(jiǎn)單化原則
實(shí)際學(xué)習(xí)中,每個(gè)學(xué)生掌握的知識(shí)都是有限的,因此,在面對(duì)復(fù)雜的數(shù)學(xué)題時(shí),應(yīng)該利用簡(jiǎn)單化的原則,把復(fù)雜多變的問(wèn)題變換轉(zhuǎn)化成簡(jiǎn)單的基礎(chǔ)問(wèn)題,從簡(jiǎn)單基本的問(wèn)題找到突破口,以有限的知識(shí)為依據(jù),找到解題的方向與捷徑,有效地進(jìn)行數(shù)學(xué)解題.
2.直觀化原則
數(shù)學(xué)當(dāng)中的抽象問(wèn)題是阻擋學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)熱情的因素之一.抽象的問(wèn)題不好理解,也不容易理清它們之間的關(guān)系,因此,在解題過(guò)程中很容易迷失方向.針對(duì)這一問(wèn)題,則可遵循直觀化原則,把抽象的問(wèn)題轉(zhuǎn)化為具體的問(wèn)題,或是用直觀化的方式去分析理解題目,找到問(wèn)題的關(guān)聯(lián)點(diǎn),進(jìn)而由點(diǎn)及面地解析全題,這也不失為一種學(xué)習(xí)方法.
3.熟悉化原則
數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的一大難點(diǎn)就是未知.數(shù)學(xué)是一門(mén)科學(xué),在學(xué)習(xí)過(guò)程中總會(huì)出現(xiàn)許許多多我們沒(méi)見(jiàn)過(guò)或是不熟悉的問(wèn)題,這無(wú)形中就給學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)帶來(lái)了莫大的挑戰(zhàn),這時(shí)就可以利用熟悉化的原則,在問(wèn)題當(dāng)中尋找關(guān)聯(lián)、相似、簡(jiǎn)單的知識(shí)點(diǎn),對(duì)問(wèn)題進(jìn)行不斷地轉(zhuǎn)化,把未知,不熟悉的問(wèn)題轉(zhuǎn)化成為已知、熟悉的問(wèn)題去解題,使解題達(dá)到事半功倍的效果.
4.極端化原則
通過(guò)對(duì)數(shù)學(xué)問(wèn)題中的極端情形或極端特性進(jìn)行合理猜想與分析,求出特殊值,并依據(jù)特殊值的啟示與開(kāi)發(fā),尋求解決問(wèn)題的方法,這一方法思路靈活,有效地提高解題效率,適當(dāng)?shù)厥褂眠@一原則,能拓寬數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的思維.
5.合諧化原則
在化歸過(guò)程中,在問(wèn)題的轉(zhuǎn)化歸結(jié)時(shí)要注意條件與結(jié)論的形式要與數(shù)、式、形內(nèi)部所表現(xiàn)的形式相合諧統(tǒng)一,這不僅有利于體現(xiàn)它們之間的本質(zhì)聯(lián)系.更利于使其方便運(yùn)用某種數(shù)學(xué)方式進(jìn)行推演運(yùn)算,也可以使得其運(yùn)用的方法更符合人們的解題思路.
三、化歸思想的幾種解題方法
1.配方法
配方法是一種式子變形方法,在中學(xué)數(shù)學(xué)中占有重要地位.在中學(xué)數(shù)學(xué)中,配方法除了在方程式中有應(yīng)用外,還廣泛應(yīng)用在代數(shù)求值、因式分解、二次根式簡(jiǎn)化、恒等式證明等方面,因此,運(yùn)用數(shù)學(xué)化歸思想,可以在數(shù)學(xué)解答的過(guò)程中,適當(dāng)?shù)貙⒋鷶?shù)式進(jìn)行配方,可以快速地解答數(shù)學(xué)題.
例1已知a2+b2+2a-4b+5=0,求2a2+4b-3的值.
根據(jù)題目平方式分析,題目可用配方法來(lái)求解,由a2+b2+2a-4b+5=0得(a2+2a+1)+(b2-4b+4)=0,即(a+1)2+(b-2)2=0.根據(jù)非負(fù)數(shù)的性質(zhì)得a+1=0,b-2=0,解得a=-1,b=2.所以原式=2a+4b-3=2×(-1)2+4×2-3=7.配方法是恒等式變形的方式,是研究相等關(guān)系和不等關(guān)系的重要技巧,因此,在數(shù)學(xué)解題過(guò)程中,要適當(dāng)?shù)剡\(yùn)用配方法化歸數(shù)學(xué)題,提高解題技巧.
2.整體代入法
在數(shù)學(xué)解題思路中常用的化歸方法是整體代入法.這是對(duì)題目整體進(jìn)行結(jié)構(gòu)的分析和改變,把題目中某些式子或某部分看做一個(gè)整體,依據(jù)它們之間的關(guān)聯(lián),進(jìn)行有意識(shí)的整合變形,達(dá)到解題的目的.
例2已知3x=a,3y=b,求3x+y的值.
解由同底數(shù)冪公式可將題目變形為3x×3y,并將已知條件看做一個(gè)整體然后代入3x+y中運(yùn)算,解得答案是ab.根據(jù)題意,已知條件給出的不是具體數(shù)值,也無(wú)法求出具體數(shù)值,按照常規(guī)的解題思路是無(wú)法求解的,這個(gè)時(shí)候適當(dāng)?shù)厥褂谜w代入法,先對(duì)題目先變形,然后將題目給出的條件整體代入求解.
3.化簡(jiǎn)代入法
當(dāng)一道數(shù)學(xué)題太過(guò)復(fù)雜,容易讓人混淆題意,或是無(wú)法理清思路而導(dǎo)致解題失敗,針對(duì)這一情況,可先運(yùn)用所學(xué)分析題目,由難化易來(lái)解題.以例2為例,直接求x,y不容易,直接將已知條件代入也不能求解,因此,根據(jù)化歸思想簡(jiǎn)單化原則,可先對(duì)式子變形化簡(jiǎn),再將已知條件代入所求式中計(jì)算才能解出答案.
4.特殊值求法
在數(shù)學(xué)解題過(guò)程中,有很多題目是不能用常規(guī)的方法來(lái)直接解題的.這時(shí)可以分析題目中提供的信息,選擇題目中比較特殊或是典型的情況為突破口,算出特殊值或是將數(shù)據(jù)公式代入,把普通形式變成特殊形式,再進(jìn)一步解題.數(shù)學(xué)是一門(mén)廣泛的學(xué)科,其內(nèi)在聯(lián)系錯(cuò)綜復(fù)雜,往往是一般中含有特殊化,特殊化中又有普遍性,因此,在數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí)當(dāng)中應(yīng)當(dāng)注意其相互關(guān)聯(lián)系的特性,并通過(guò)對(duì)其深入的分析與研究來(lái)形成一種良好的解題思路.
例3已知a,b,c是△ABC的三條邊,則a2+b2-c2-2ab的值是正數(shù)還是負(fù)數(shù)?
這道題沒(méi)有具體的參數(shù),如果用常規(guī)的解法解題比較困難,這時(shí),巧妙地用特殊值求法,則可以快速解題,根據(jù)題意可假設(shè)a=2,b=3,c=4,代入到題中最后算出是負(fù)數(shù).
5.直接轉(zhuǎn)化法
在數(shù)學(xué)解題中,還可以通過(guò)直接轉(zhuǎn)化法將比較抽象的題目轉(zhuǎn)換成直觀的數(shù)字、圖形來(lái)解題,也可以把不熟悉或是新的知識(shí)轉(zhuǎn)換成已熟悉的舊知識(shí)來(lái)解題.如例3,只知道a,b,c三條邊,沒(méi)有具體數(shù)值,題目就會(huì)非常的抽象,在解題過(guò)程中直接將三條邊假設(shè)三個(gè)具體數(shù)值,將抽象的題目轉(zhuǎn)化成直接的數(shù)字,然后代入計(jì)算就可解題.
數(shù)學(xué)反映生活,應(yīng)用于生活,世間萬(wàn)物都是相互聯(lián)系,相互制約的,而數(shù)學(xué)之間的關(guān)系也是如此,因此,數(shù)學(xué)解題中的化歸思想才會(huì)幾乎無(wú)處不在.現(xiàn)今的數(shù)學(xué)教學(xué)的目的是要將所學(xué)數(shù)學(xué)知識(shí)應(yīng)用到社會(huì)生活與經(jīng)濟(jì)發(fā)展中,因此,在平時(shí)的數(shù)學(xué)教學(xué)中,要注重在知識(shí)形成過(guò)程中、在探索解題過(guò)程中、在解答問(wèn)題中都要及時(shí)有效地引導(dǎo)和培養(yǎng)學(xué)生歸化方式的解題思維,有利于學(xué)生更好地學(xué)習(xí)數(shù)學(xué),并有效提高學(xué)生對(duì)知識(shí)的運(yùn)用.