摘 要:整體思維活躍在中學(xué)數(shù)學(xué)的各個知識點(diǎn)中,作為中學(xué)數(shù)學(xué)思維的一個重要分支,整體思維有著不可替代的地位。本文就整體思維在中學(xué)數(shù)學(xué)中的一系列表現(xiàn),如:整體代入、整體聯(lián)想、整體改造、局部整體、整體構(gòu)造、整體補(bǔ)形等。突出在中學(xué)數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)中整體思維的重要性,并對其進(jìn)行了簡單的探討。
關(guān)鍵詞:整體思維;中學(xué)數(shù)學(xué);表現(xiàn)
在整個中學(xué)數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí)中,學(xué)生會接觸到很多的數(shù)學(xué)思維,而整體思維就是其中的一種。通過整體思維的學(xué)習(xí),學(xué)生不僅可以發(fā)現(xiàn)數(shù)學(xué)解題方法的奧妙,也可以發(fā)現(xiàn)數(shù)學(xué)的簡潔美;在日常生活中,整體思維的學(xué)習(xí)也讓學(xué)生學(xué)會從整體,從全局著手處理問題,不能只看到問題的局部。因此,研究整體思維在中學(xué)數(shù)學(xué)中的應(yīng)用,顯得極其重要。
整體思維的定義
整體思維在辯證法中,又叫作系統(tǒng)思維,它認(rèn)為事物是由各個局部按照一定的秩序組織起來的整體,在解決問題時人們應(yīng)該持有整體或者全面的觀點(diǎn),不能以偏概全。
整體思維的主要表現(xiàn)形式有:整體代入、整體聯(lián)想、整體構(gòu)造、整體構(gòu)形、整體替換等等。
一、 整體代入
整體代入是指:在解決問題時,將題目中的已知條件或者一些式子的組合看作一個“整體”,并把這個“整體”直接代入其他式子,從而方便解題,避免運(yùn)算的繁瑣和困難。
例1:若3a2-a-1=0,則7+2a-6a2=
分析:仔細(xì)觀察兩個等式,若要從已知條件求出a的值,雖然可以,但會有點(diǎn)煩,而細(xì)心的同學(xué)可以發(fā)現(xiàn),如果把3a2-a看作一個整體,再乘-2,就可以得到-6a2+2a=-2,再整體代入所求式子就可以得出答案。如果在解題時能善于從全題考慮,發(fā)現(xiàn)其中的聯(lián)系運(yùn)用整體思維就能大大地節(jié)約時間。
二、 整體聯(lián)想
整體聯(lián)想是指,在解題時尋求不同知識體系的內(nèi)在聯(lián)系,從分析問題的整體結(jié)構(gòu)出發(fā),充分挖掘題目中的隱藏條件,從而使問題的解決變得簡單。
例2:已知a,b為兩個不相等的實(shí)數(shù),2a2=5-2a,2b2=5-2b,求ba2+ab2。
分析:依據(jù)常規(guī),學(xué)生習(xí)慣于先求出a,b,但如果這樣解一個方程組,我們就需要分成四種情況去討論,運(yùn)算會非常得繁瑣,而且容易出錯。但如果我們能以整體的思維,整體聯(lián)想,從已知條件,我們可以發(fā)現(xiàn)a與b是方程2x2+2x-5=0的兩個不相等的根,由此我們可以整體聯(lián)想到韋達(dá)定理根與系數(shù)的關(guān)系,再看我們所要求的式子本身的特點(diǎn),即ba2+ab2可以改寫為:b3+a3(ab)2=(a+b)3-3ab(a+b)(ab)2,這樣我們就只需求出a+b與ab,從而所求問題可以迎刃而解。
三、 整體構(gòu)造
整體構(gòu)造是指:在解決問題時,對題目中的某個式子進(jìn)行整體構(gòu)造或者改造得到另一個式子,然后通過構(gòu)造后的式子去解決問題。
例3:已知:tanα-β2=12,tanβ-α2=-13。求tan(α+β)。
分析:已知條件給了我們關(guān)于α,β,α2,β2的關(guān)系式,可結(jié)論要我們求的卻是:(α+β),所以我們要從整體考慮,用構(gòu)造的方法來求解。把已知和未知相聯(lián)系,從而求解。
整體構(gòu)造在高中數(shù)學(xué)中可以說是經(jīng)常用到,如果能很好的掌握這種方法,并且熟練運(yùn)用到實(shí)際練習(xí)中,可以大大拓寬學(xué)生的思維,提高學(xué)生的解題能力。
四、 整體構(gòu)形
整體構(gòu)形是指:在解決問題時,我們從代數(shù)的角度無法求解,可以整體思考,通過構(gòu)造圖形,進(jìn)而解決所求問題。
例4:已知在三棱錐P-ABC中,PA=BC=234,PB=AC=10,PC=AB=241,則三棱錐P-ABC的體積為多少?分析:若按常規(guī)方法利用體積公式求解,三棱錐的底面積可用公式求出,但頂點(diǎn)到底面的高在這道題目中無法作出,也就沒有辦法求出解。但此題如果能換個角度來思考,從整體入手,注意到條件中三棱錐的有三對邊兩兩相等,可以進(jìn)行整體補(bǔ)形,想象若把它放在一個特定的長方體中,那么這個問題就不難解決。
五、 整體替換
整體替換是指:在解決數(shù)學(xué)問題時,我們可以將題目中某個式子或者部分,用其他形式來表示,替換掉原來的式子,從而讓題目看起來簡單明了。
例5:求:y=1+sinx+cosx+sinxcosx的值域。
分析:此題如果直接去看這個式子,因為沒有給出定義域,沒有范圍,會不知道怎么去求解。但如果我們能把原式中的式子看作一個整體,即:令sinx+cosx=t,t∈(-2,2),把后一個式子sinx·cosx也用t替換表示。那就可以求出所要求的解析式值域了。
解:令sinx+cosx=t,t∈(-2,2),則:sinx·cosx=t2-12。
∴y=1+t+t2-12=t22+t+12=12(t+1)2。又∵t∈(-2,2),∴ymin=0,ymax=32+2,∴y的值域為:0,32+2。
這種方法在高一函數(shù)中運(yùn)用較多,運(yùn)用替代換原的方法可以把看上去比較繁瑣的問題變得簡單化,從而可以整體思考解決問題。
在中學(xué)數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí)中,必須加強(qiáng)對學(xué)生整體思維的培養(yǎng),這樣不僅可以幫助學(xué)生解決數(shù)學(xué)題目,更能夠培養(yǎng)學(xué)生在生活中,樹立整體的思維,用全面的、辯證的眼光去看待和解決問題。因此,加強(qiáng)整體思維的培養(yǎng),在中學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中是極其重要的。
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作者簡介:
陸超群,江蘇省蘇州市,平望中學(xué)。