吳亞平
數(shù)學思想方法是數(shù)學的精髓,是將數(shù)學知識轉化為數(shù)學素養(yǎng)的橋梁。在冪的運算中,同學們?nèi)绻莆樟藘绲倪\算法則及性質(zhì),再理解了數(shù)學思想方法,解題時思維會更加靈活,解題過程也會更加簡潔優(yōu)化。
一、轉化思想
轉化思想是數(shù)學常用的思想方法之一,就解題的本質(zhì)而言,是把陌生的問題轉化為熟悉的問題,把復雜的問題轉化為簡單的問題的一種思想方法。對于冪的大小的比較,轉化思想的應用尤其明顯。
例1 比較355、444、533的大小。
【解析】這三個數(shù)的底數(shù)不同,指數(shù)都是11的整數(shù)倍,故可先逆用冪的乘方的運算性質(zhì),將這三個數(shù)轉化成指數(shù)相同的冪,然后再通過比較底數(shù)的大小來比較冪的大小。
【解析】這三個數(shù)的指數(shù)不同,底數(shù)16、8、4都可以轉化成2的乘方的形式,故可將這三個數(shù)分別化成以2為底的冪,然后再通過比較指數(shù)的大小來比較冪的大小。
二、分類討論
每個數(shù)學結論都有其成立的條件,每種數(shù)學方法的使用也往往有其適用范圍,因此就需要我們把所求問題分成若干類,然后轉化為若干個小問題來解決,這就是分類討論思想。在冪的運算中,當我們遇到有關冪為1的問題時,就要利用分類討論思想,對每種情況逐一進行考慮。
例3 若(2x-1)2x+2=1,求x的值。
【解析】因為1的任何次冪是1,-1的偶數(shù)次冪是1,任何非0數(shù)的0次冪也是1,因此我們要分三種情況進行考慮。
三、逆向變換
逆向變換思想在“冪的運算”這章內(nèi)容中的體現(xiàn),是將一些計算公式逆向運用。逆用冪的乘方運算、同底數(shù)冪的乘法的運算性質(zhì),對所求式子進行變形,往往能拓展解題思路,從而使運算簡便。
例4 計算(-0.25)2019×42020。
【解析】我們觀察這兩個冪的底數(shù),-0.25與4是互為負倒數(shù)關系,兩者之積為-1,于是可聯(lián)想到積的乘方運算性質(zhì)的逆用。但兩個冪的指數(shù)又不一樣,因此我們可逆用同底數(shù)冪的乘法運算性質(zhì),得42020=420190×4。這樣問題就被巧妙解決了。
四、整體思想
整體思想就是通過研究問題的整體形式、結構、特征,對問題進行細心觀察和深入分析,找出整體與局部的聯(lián)系,從整體上把握問題,進而解決問題的一種思想方法。
例5 若x+3y-4=0,求3x·27y的值。
[解析]要求3x·27y的值,只需知道字母x和y的值。但一個方程x+3y-4=0有兩個未知數(shù),顯然這樣的x和y無法確定。我們可抓住所求式子進行考慮,先化為同底,再利用整體思想來解決。
總之,在解題中滲透數(shù)學思想方法后,可在不同程度上降低題目的難度,原先無從下手的題目也都迎刃而解了?!爸R”是基礎,“方法”是手段,“思想”是深化。提高數(shù)學素養(yǎng)的核心就是提高對數(shù)學思想方法的認識和運用的能力,數(shù)學素養(yǎng)的綜合體現(xiàn)就是“能力”。
(作者單位:江蘇省常州市金壇區(qū)華羅庚實驗學校)