中学数学解题途径六法

时间:2022-09-10 10:51:06

中学数学解题途径六法

摘 要:“良好的方法能使我们更好地发挥运用天赋的才能,而拙劣的方法可能阻碍才能的发挥。”数学习题类型繁多,技巧灵活,不可能总结出一套普遍适用的解题法则.一些结构简单的问题,通过精心的联想就能找到合 数学习题类型繁多,技巧灵活,不可能总结出一套普遍适用的解题法则.一些结构简单的问题,通过适当的联想就能找到合理的解题途径;而结构复杂,抽象多变的数学题,需要在联想的基础上,联合运用解题方法和技能技巧,才能逐步探求解题线索.本文以各种数学思维方法作指导,总结出六种中学数学解题的途径,供同仁们参考.

一、枚举寻径法

有些数学问题中包含着多种可能情形,难以用一个算式完成解答.这时可以根据问题的条件,把各种可能情况一一列举分别予以考查,从而完成原题的解答.这是完全归纳法在解题中的具体运用.在枚举各种可能情况时,要充分利用划分的思想,做到既不重复,又不遗漏.

例1.就k的不同取值,讨论方程x2+(k-1)y2-3ky+2k=0代表何种曲线.

思考方法:这是一道解析几何的讨论题,枚举k值的各种情况,就是对k值进行划分.为此应用二元二次方程的判别式ΔB2-4AC可以从定型和定位入手,对k进行二次划分.

略解:ΔB2-4AC=02-4×1×(k-1)=4(1-k).

若Δ>0,即k

若Δ=0,即k=1时,方程代表抛物线形.此时方程为x2=3(y-■)即表示顶点在(0,■),对称轴为y轴,开口向上的一条抛物线;

若Δ1时,方程代表椭圆形.当1

二、特殊探索法

当一个问题无法入手时,我们不妨先考虑一下这个问题的特殊情况,当特殊情况得到解决的办法时,往往会对一般的解法有所启示,从而探明解题方法.特殊法是不完全归纳法在解题中的灵活运用.

例2.在ABC中,AB=AC,证明BC边上的任意一点P到其他两边的距离和是一个定值.

思考方法:定值多少不知道,而P又是BC上的任意一点是导致解题困难的原因.把点P取为一个特殊点B,试一试看.

证明:当点P就是B点时,它到两边距离之和就是AC边上的高BD.任取BC边上一点P,由点P分别向AC、AB作垂线,垂足分别是E、F,现在只需证PE+PF=DB即可.作PG//AC,交BD于点G,于是PE=GD,且∠FBP=∠C=∠CPB,从而RtPGB≌RtPFB,因而PF=BG,于是,PE+PF=BG+GD=BD.证毕.

三、逆推尝试法

有些数学问题,条件和结论之间的关系比较复杂,直接从已知条件入手有时会在途中迷失方向,使解题无法进行下去.在这种情况下,不妨按照下面的途径来逆推:(1)假设结论成立,看看可以推出什么性质;(2)想一想推出的性质和结论是不是互逆的,如果可逆,那么推出的性质可以作为结论的“需知”;(3)进而考查推出的性质和条件在逻辑上有什么必然的联系,从而使解题的方向逐步明确.逆推法是分析法在探索解题途径中的运用.

例3.在ABC中,若sinA,SinB,SinC成等差数列,求证:cot(■),cot(■),cot(■)也成等差数列.

思考方法:假设结论成立,即有cot(■)+cot(■)=2cot(■)……(1)而由条件可推得sinA+sinC=2sinB……(2),为证得结论成立,只需由(2)推出(1).

证:由已知条件得,sinA+sinC=2sinB即2sin[■]cos[■]=

2sin(A+C)

由此得2sin[■]cos[■]=4sin[■]cos[■],而sin[■]≠0.

得cos[■]=2cos[■],移项得,cos[■]-cos[■]=cos[■],即2sin(■)sin(■)=sin(■)(3),又cot(■)+cot(■)=

■+■=■=■=■=2cot(■),故命题得证.

四、变更问题法

数学是一个有机的整体,它的各部分之间相互联系,相互渗透,为问题的转化提供了有利的条件.有些数学问题使用通常方法难以奏效时,可以根据题设及其特点把问题转化为另一种易于求解的形式,从而寻求原题的解题途径.

例4.已知a■+b■=1,求a2+b2.

思考方法:用常规进行思考,将遇到困难.但观察已知等式可得,1-≤b≤1,且a、b中至少有一个为正数.于是不妨设a=sinα, 0≤a≤■,b=sinβ,-■≤β≤■.将问题转换为三角问题.

解:a=sinα,0≤α≤■,b=sinβ,-■≤β≤■.

由题设得sinα cosβ+cosα sinβ=1,即sin(α+β)=1

因为-■≤α+β≤π,所以α+β=■,α=■-β,

故a2+b2=sin2α+sin2β=sin2(■-β)+sin2β=cos2β+sin2β=1.

五、数形结合法

直角坐标平面和极坐标平面上的点与曲线,复平面上的点和向量,它们都与有序实数对或方程与之对应.这种对应奠定了数形结合的理论基础.“数离形时缺直觉,形缺数时难入微”.一般来说,与方程、函数、不等式、复数及三角有关的问题,运用“形”这个直观模型,常有变中求定,动中求静,化难为易之作用.

例5.解不等式4■

思考方法:如果采用纯代数方法解,将要分多种情况讨论,而且计算量大,采用数形结合,则能克服上述弊端.

解:令y1=4■,y2=2-■即求y1

的解集为[-2,■][■,2].

六、化简条件法

有些数学问题,结构比较复杂,不太容易入手。这时可以简化题中的某些已知条件,甚至暂时撇开不管,先开了一个简化命题.这种简化问题,对于解答原题,常常能起到穿针引线的作用.简化条件法是类比法在解题中的具体运用.

例6.设a,b,c均是非负实数,且a+b+c=1.又设x1,x2,x3均为正数,且y1=ax1+bx2+cx3,y2=bx1+cx2+ax3,y3=cx1+ax2+bx3

求证:y1y2y3≥x1x2x3.

思考方法:本题条件比较复杂,注意到x1,x2,x3;y1,y2,y3具有轮换对称的特点,我们可以把原题减少一个变量,考虑下面的简化命题:

设a,b是均非负实数,且a+b=1,又设x1x2均为正数,且y2=bx1+ax2.求证:y1y2≥x1x2.

简化后的命题比原命题要简单得多,显然有y1y2=(ax1+bx2)(bx1+

ax2)=ab(x21+x22)+(a2+b2)x1x2≥2abx1x2+(a2+b2)x1x2

=(a+b)2x1x2=x1x2

化简后的命题与原命题的结构完全一致,于是上述证明途径,可用以指导原题的证明.应用均值不等式、三数和的立方公式及不等式的性质不难证明原题。

化简命题法体现了解题中“进”与“退”的辩证思想,当“进”有困难时,不妨暂时退下来,退到容易看清楚问题的地方,看透了,认准了,然后再前进.

关于中学数学的解题途径,绝不止上述六种。教师在传授知识的同时特别在例题的教学中,要不时时机地渗透数学思想,总结解题方法和揭示解题途径.这样,对培养学生的逻辑思维,形成一定的数学能力有着极其重要的意义.

参考文献:

王仲春,李元中.数学思维与数学方法论.高等教育出版社,1989.

(作者单位 新疆维吾尔自治区霍城县第二中学)理的解题途径;而结构复杂的数学题一般需要联合运用多种解题方法和技巧,才能探求解题线索。以各种数学思维方法作指导,结合教学实践,总结出六种中学数学解题的途径,供数学爱好者参考。

关键词:解题途径;数学思维方法;枚举法;逆推尝试法;数形结合法;变更问题法

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