浅析数学书的阅读方法

时间:2022-09-11 01:32:41

浅析数学书的阅读方法

由于数学具有高度的概括性与抽象性、严密的逻辑性、准确的结论性、形与数的统一性、准确精练的语言表达性等这些特点,因此会导致阅读数学书籍比阅读其他书籍枯燥,而且不容易读懂,读不了多少时间就让人感到困倦,甚至很想瞌睡。克服这种似读非读的最好办法,就是拿起笔边读边演算边推理,做到眼、脑、手协调并用。虽说这样读书看起来速度是慢了许多,但是我们就是要从这种慢中去求效益和质量,并且能帮助我们养成勤动脑、勤动手的良好学习习惯,有利于克服常有的“遇到问题似曾相见又不曾相识、知其然又不知其所以然、考试时以不会做而告终”的毛病。

一、概念、定理、公式要精读

对数学概念、定理、公式,我们要逐字逐句细读,要透彻理解其中的关键字词,并注意与相关问题的联系和区别,最好还要熟悉其等价表达形式,只有这样才能达到解题时的灵活运用。

比如异面直线距离概念“夹在两条异面直线之间的公垂线段的长度”中“夹公垂线段长”等字词就十分关键,而异面直线公垂线概念“和两条异面直线都垂直相交的直线”中“垂直相交”等字词就十分重要。这两个相关概念既有联系又有区别,其联系与区别即“距离是公垂线上被夹线段长”。而异面直线距离还可以叙述为等价形式“分别在两条异面直线上的两点连接线段中最短的线段长”。

又如正棱锥概念“底面是正多边形,并且顶点在底面上的射影是底面正多边形的中心的棱锥”的等价形式有“顶点到底面多边形各顶点等距离,并且顶点到底面多边形各边等距离的棱锥”;“侧棱与底面成等角,并且侧面与底面成等角的棱锥”;“顶点在底面多边形所在平面上的射影,既是底面多边形的内心又是底面多边形的外心的棱锥”,等等。掌握概念、定理等的等价形式才能透彻理解其本质,便于灵活运用。

下面我们来看一个用异面直线距离概念的等价概念解题的例子:

已知点P在单位正方体AC′的棱BC上运动,过P、A、C′作截面,求截面面积的最小值。

分析:截面是以AC′为对角线的平行四边形APC′Q(如图),因此,截面面积等于APC′面积的两倍。由于长AC′为定值 ,要求截面面积的最小值,只要求点P到直线AC′的最小距离,即异面直线BC与AC′上两点距离的最小值,这个最小值就是异面直线BC与AC′的距离d。因此,本题转化为异面直线距离问题。

由于BC与AC′在面DC′上的射影分别是一个点C和一条直线DC′,故异面直线BC与AC′的距离是平面DC′内点C到直线DC′的距离 ,所以截面面积的最小值为 。

二、定理证明、公式推导、例题解答要演算

当我们阅读数学书上的定理证明、公式推导、例题解答时,一定要拿起笔,围绕书上的解证思路边看边演算,然后背离书籍推理演算,直至我们演算的结果与书上一致为止。在此基础上再将定理、公式、例题的用途与用法、推证所采用的思路和方法、从中体现的数学思想等整理做好笔记,最后再找两个类似的题目练习以加强巩固。

比如立几教材例题,“经过平面外一点与平面内一点的直线,和平面内不经过该点的直线异面”。阅读时围绕反证法思路去证明,它的作用是判定两直线异面,可以作为异面直线判定定理。其解题方法――反证法是数学中重要方法,体现了正难则反的解题思维原则。

该问题的数学语言表达是:a?奂α、A∈α、A?埸a、P?埸α、P∈L、A∈L?圯直线a、L是异面直线。

最后再找两个类似题练习巩固。比如①若直线AB、CD异面,则直线AC、BD异面。②正方体的12条棱中互为异面直线的有多少对?

又如三垂线定理及其逆定理,围绕证明线面垂直达到证明线线垂直的思路去证明,其用途是空间两直线垂直的判定定理,在运用定理时要充分交代清楚定理涉及的三条直线,“平面α的斜线L、L在平面α上的射影L′及平面α内的直线a”,其相互关系是:aL′?圳aL。

三、数学语言、通俗语言、几何语言会互译

无论是在阅读书籍的过程中还是在解题前的审题中,都必须逐步学会数学语言、通俗语言、几何语言三者的相互翻译,达到数学语言通俗化及以形想数、以数思形使之数形结合,让问题更直观易于理解、便于计算,使之对知识的理解更透彻更深刻,对知识的掌握更牢固。

例如:定义在R上的函数f(x),对于任意实数x都有f(a+x)=f(a-x)成立中,f(a+x)=f(a-x)的几何意义就是函数y=f(x)的图象关于直线x=a对称。显然当a=0时函数f(x)是偶函数,反之亦然。f(a+x)=f(a-x)中用x去代替a+x得等价式子f(x)=f(2a-x)。

又如设z∈C并且|z-(1-2i)|+|z-(1+6i)|=10的几何意义是:以A(1,-2)、B(1,6)为焦点,长轴为10的一个椭圆。而|z-(1+2i)|=|z-(3+7i)|的几何意义是以两点A(1,2)、B(3,7)为端点的线段AB的垂直平分线。

又如:“函数f(x)= -log ( x - kx-5k+3)的定义域为实数集合R”的意义即不等式组 x - kx-5k+3>0kx +4kx+3≠0的解集为R,而kx +4kx+3≠0的解集为R,即kx +4kx+3=0的解集为空集O。

再如式子:

+ = + 的几何意义就是x轴上的动点P(x,0)到两定点A(1,±1)、B(5,±3)的距离之和。

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