覃靜
【摘 要】本文闡明化歸思想的重要性、原則(簡化原則、轉熟原則、直觀原則)以及方法(配方法、分解法、換元法),通過相關的案例進行具體的闡述。
【關鍵詞】高中數(shù)學 教學方式 化歸思想 案例分析
【中圖分類號】G 【文獻標識碼】A
【文章編號】0450-9889(2017)05B-0152-03
作為數(shù)學教學的基本思想之一,化歸思想指的是當遇到復雜的數(shù)學問題時,通過采用轉化以及變化的方法,將復雜的問題簡單化,從而解決相關問題。化歸思想的本質就是將新知識通過轉化的方式轉變?yōu)橐阎闹R。
基于此,高中數(shù)學教師在實際的教學過程中需要加強對這一教學方法的應用,繼而以此為基礎,培養(yǎng)學生學會將未知轉化為己知,將復雜轉化為簡單,將新知識轉化為舊知識的能力。相關的教學實踐顯示,高中生如果掌握化歸思想,那么就能夠更快地提升其解題能力。
一、化歸思想的其中三個原則
(一)簡化原則
簡化原則,是指在進行數(shù)學問題解答的過程中,通過將復雜的問題轉化為簡答的問題,以促進解題效率的提高。關于簡化原則的案例,筆者總結如下。
以人教版高中數(shù)學必修 1 中的“函數(shù)值域”一課的教學為例。在進行函數(shù)值域的解答過程中,由于函數(shù)概念過于抽象,故而在實際的解題過程中難度較大?;诖耍鸵鶕?jù)簡化原則,借助幾何圖形的概念進行解答。
通過對題目的分析可以得知:點(2cos x,4sin x)在軌跡方程的橢圓上,故而在進行值域求解的過程中,將其轉化為橢圓上的點與點(4,-1)連線的斜率?;诖耍瑢W生可以借助幾何圖象進行相關的解答,并最終確定值域的范圍為。
〖解〗依題知,點(2cos x,4sin x)在軌跡方程的橢圓上。
因 sin x2+cos x2=1,所以題中所求值域就是橢圓上的點和點(4,-1)連線的斜率。
設切線方程為 y+1=k(x-4),將其與橢圓聯(lián)立,得判別式為 0,即
4x2+[k(x-4)-1]2=16
(4+k2)x2-(8k2+2k)x+16k2+8k-15=0
[-(8k2+2k)]2-4(4+k2)(16k2+8k-15)=0
12k2+8k-15=0
(2k+3)(6k-5)=0
或
故取值范圍為
(二)轉熟原則
所謂的轉熟原則指的是在進行高中數(shù)學學習的過程中,將陌生的知識轉換為熟悉且已經(jīng)掌握的知識,從而以此為基礎幫助解答題目。事實上,數(shù)學題目盡管類型較多,但是其解題方式以及思路都存在著相似性,故而為題型之間的轉換提供便利??傮w而言,借助轉熟原則進行相關作業(yè)的過程中,確保學生在遇到陌生的題目時能夠快速地解決問題,促進學習效率的提高。
以高中函數(shù)教學為例,學生在解答“求解 x”一題的過程中,雖然三次方的方程式對于大部分學生而言存在解答的難度,基于此,為解題的便利性,需要學生加強對轉熟原則的運用,將 x 設定為己知量,將 a 設置為,從而將原式轉換為求解 a 的二次方程“x3+(1+a)x2-a2=0”,繼而實現(xiàn)對 x 值的求解。轉換完成的方程式可以進一步化簡為(x-a)3=0,即得 x 的值為。
(三)直觀原則
在利用直觀原則進行化歸思想教學的過程中,需要教師在實際的操作過程中加強對學生進行數(shù)形結合能力的培養(yǎng),并以此為基礎,確保學生在實際的學習過程中能夠將抽象的數(shù)學問題轉變?yōu)橹庇^的圖形問題,繼而促進相關問題的有序解決。
以高二理科教材選修 2 中定積分的一個例題為例,計算下列定積分:
〖分析〗這個例題被積函數(shù)都是一樣的,可是積分的上限、下限不一樣,通過計算結果發(fā)現(xiàn),可以利用梯形的面積來表示這幾個導數(shù)的結論。
(1)當對應的曲邊梯形位于 x 軸上方時,定積分的值取正值且等于曲邊梯形的面積;
(2)當對應的曲邊梯形位于 x 軸下方時,定積分的值取負值且等于曲邊梯形的面積的相反數(shù);
(3)當位于 x 軸上方的曲邊梯形的面積等于位于 x 軸下方的曲邊梯形面積時,定積分的值為 0。
通過這個例題使學生了解定積分的值不一定等于曲邊梯形的面積,但要注意條件,畫正弦函數(shù)的圖象來分析就是直觀原則。
二、化歸方法以及案例分析
(一)配方法
在高中數(shù)學解題的過程中,作為常用的解題方法就是配方法。相關的實踐顯示:配方法的運用能夠進一步實現(xiàn)對于復雜問題的解答,繼而以此促進學生學習效率的提升。
諸如在進行題目“已知長方體的全面積為 11,其 12 條棱的長度之和為 24,求長方體對角線長度”解答的過程中,需要將幾何題目轉換為數(shù)學表達式,設長方體長寬高分別為 x,y,z,則,以此來求對角線長 。在實際的求解過程中,需要借助配方法進行具體的解答。
設長方體長寬高分別為 x,y,z,由已知“長方體的全面積為 11,其 12 條棱的長度之和為 24”得
,
由此求得對角線長度
。
(二)分解法
此外,在借助化歸思想進行高中數(shù)學學習以及解題的過程中,除了需要加強對配方法的運用之外,還需要進一步對分解法的使用。所謂的分解法指的是將題目中所出現(xiàn)的方程式(圖形)進行分解,將復雜的問題轉變?yōu)閹讉€簡單的部分,從而促進相關問題得到高效解決,促進學習效率的提高。例如,在進行函數(shù)解答的過程中,學生往往需要通過化簡復雜的多項式繼而將之轉變?yōu)楹侠淼膸讉€組,然后以此為基礎進行解答。
如例題,已知函數(shù) ,其圖象在 x=2 處的切線方程為 3x+2y-11=0。
(1)若函數(shù) f(x)解析式;
(2)若函數(shù) y=f(x)的圖象與的圖象有三個不同的交點,求實數(shù) m 的取值范圍。
(三)換元法
在借助化歸思想進行高中數(shù)學教學的過程中,還需要教師加強對換元法的運用,從而以此為基礎將形式較復雜的方程、不等式、函數(shù)轉換為簡單且操作便捷的基本問題。這種方法又被稱之為“局部換元法”。其思想內涵指的是將未知的式子看作一個整體,用一個變量去替代,最終由此促進題目得到有效解答,促進教學任務的有效開展。
比如在解答“若 ,則 tanα 的值為多少?”一題的過程中,需要學生將 x 和 y 分別取代 cosα 和sinα,將上述的方式轉換為 。再依據(jù)三角函數(shù)性質 ,推算出 x2+y2=1。然后將上述的方程進行聯(lián)立從而求出二元二次方程的解,最終解答出 tanα=2。該題目的解題過程如下。
隨著新課標改革的不斷推進以及教學事業(yè)的發(fā)展,我國的高中數(shù)學課程在教學方式以及教學理念方面出現(xiàn)了不同程度的變革。在這樣的背景之下,為了進一步促進高中數(shù)學教學活動的有效開展,需要教學者在實際的教學過程中加強對化歸思想的運用,繼而促進教學效果的提升,推動教學任務的完成。本文基于此,探討了化歸思想及其重要性、化歸思想的原則(簡化原則、轉熟原則、直觀原則)以及化歸思想的方法(配方法、分解法、換元法),并通過相關的案例進行具體的解答,希望能以此培養(yǎng)學生的數(shù)學能力,促進學生進步。
【參考文獻】
[1]于 川,姜志惠.基于考生水平表現(xiàn)標準評價的高考數(shù)學(文史類)教學質量分析[J].考試研究,2016(1)
[2]但唐兵.高中數(shù)學教學中化歸思想的應用案例分析[J].讀與寫(教育教學刊),2016(8)
[3]邵陳標.凸現(xiàn)數(shù)學思想方法 提升“空間與圖形”的教學價值——以“平面圖形面積”的教學為例[J].中小學教師培訓,2011(8)
[4]臧 雷,單寶珍,孫朝仁,張建軍,蔣煒宏.“發(fā)展學生數(shù)學思想,提高學生數(shù)學素養(yǎng)”教學實驗研究報告[J].課程·教材·教法,2014(8)
[5]王海青.淡化技巧,注重數(shù)學基本思想方法的滲透——高考數(shù)學廣東卷兩道數(shù)列問題的比較與思考[J].教學與管理,2012(16)
(責編 盧建龍)