数学的解题思想
解答数学题,是数学教学的一个有机组成部分,具有多方面的意义。
首先,解答数学题,使学生掌握数学基础知识和基本技能的必经途径;
其次,解答数学题,是发展学生数学思维能力的有效方法。
数学思想则是数学意识,属于思维的范畴。思维与解题过程是密切联系的。这种联系,表现在心理活动中,思维被看作是解题活动,尽管思维并非总等同于解题过程,但是有理由断言,思维形成的最有效的办法是通过解题来实现的,解答数学题采用的数学方法,是针对各种不同的数学知识而定的一种策略,是一种工具。
对于思想和方法不能截然而分,思想中含有方法,方法突现思想。故而没有必要纠结着去试图分清“思想”和“方法”。我们不妨把“函数方程思想”看作“函数方程方法”,把“数形结合思想”看作“数形结合方法”……等等。
再次,解答数学题,有助于培养学生良好的思想品质;
最后,通过解题还可以检查教学情况,评价教学质量,评价数学思维的发展水平和数学思维素养的形成状况,显而易见,解答数学题,对于“应试”的重要性不言而逾。
函数方程思想
方程思想(又称为等量思想),就是从分析问题的数量关系入手,把其中等量关系转化为方程。通过解方程或对方程的研究解决问题。函数关系是变量于变量之间一种特殊的对应、影射与变换。建立函数关系,构造出函数的模型,然后转化为方程的问题,实现函数和方程的互相转化,这就是函数方程思想。
都相交,且同时平分周长和面积?如果存在,共有几条?如果不存在,请说明理由。
二、数形结合思想
数形结合,作为一种常用的解题策略,一般从下面两个方面考虑:
一是用代数、三角知识处理几何图形问题;二是用几何图形或函数图像知识处理数量关系的问题。
例2.如图,在一个边长为1的正方形纸板上,依次贴上面积为 的矩形彩色纸片,请依照数形变化的规律,计算的值。
例3.如果不等式的整数解仅为1,2,3.画出数轴,那么适合这个不等式组的整数a,b的有序数对(a,b)共有几个?
例4.设R为平面上以A(3,1),B(-1,-6),C(-3,2)三点为顶点的三角形区域(包括三角形内部及周界)。当点(X,Y)在R上变动时,求函数S=4x-3y的最大值和最小值。
例5.在RT 中CD是斜边上的高,求证:AC+BCAB+CD。
三、比较分类讨论思想
在思维的常用方法中,已说明“比较和分类”,而这种解数学题的思维方法称为比较分类讨论思想。把一个数学问题的研究对象,通过比较,按一定标准分成几个部分或几种情况,化整为零,一一解决。实际上是一种“分而治之,各个击破”的策略。其步骤为:
确定分类对象—理解分类概念;
恰当合理分类—掌握分类原则;
逐类逐级讨论—学会分类方法;
综合概括叙述—培养逻辑思维。
例6.已知, , ,求 的最大值。
例7.在四边形ABCD中AD 对角线AC和BD相交于O,
BD=10,求BC的长及四边形ABCD的面积。
例8.如果依次用, ,,,表示图中(1),(,2),(3),(4)中三角形的个数,那么 ,,。如果按照上述规律继续画图,之间 的关系是
转化化归思想(又称变更问题方法)
所谓转化问题,就是把原题的条件或结论作适当变更,造成一个比原题来得简单、难度比较低的新问题,以便通过对新问题的考察,发现原题的解题思路。
同一个数学问题,由于观察的角度不同,对问题的分析,理解的层次不同,可以导致转化目标的不同与方法的不同,但目的只有一个---尽量做到化繁为简,化隐为显,化难为易,化未知为已知,化一般为特殊,化抽象为具体……。
根据数学题的不同特点,转化问题有多种方法,如简(转)化已知条件,增加辅助条件,或通过分解、替换条件或结论来转化原题。
转化包括等价转化和非等价转化两种。等价转化要求过程中的前因后果互相可逆推的,但并非所有的转化都是等价的,因此在转化过程中,一定要注意转化前后的等价性,如果出现不等价转化,则需附加约束条件,而往往在非等价转化的过程中,会带有思维的闪光点,是找到解决问题的突破口。
简化已知条件,然后再进行一般情况的讨论
例9.设k是给定的正整数,试求不等式的整数解有多少组?
增加辅助条件
例10.江堤边一洼地发生管涌,江水不断地涌出,假定每分钟涌出的水量相等,如果用2台抽水机抽水,40秒可以抽完;如果用4台抽水机抽水,16秒可以抽完。如果要在10秒抽完水,那么至少需要几台抽水机?
3.恰当分解结论
例11.在锐角三角形ABC中,求证:SinA+sinB+sinC cosA+cosB+cosC.
4.等价替换条件或结论
例12.已知x+y+Z= ,求证;x,y,z中至少有一个是1.
数学联想
联想是由此及彼的思考问题的一种方法。恰当地进行联想,常常能启发我们的思维,沟通数学题的条件与问题或条件与结论之间的逻辑联系,起到开路搭桥的作用。
进行联想有多种途径,根据数学题的不同特色,有的可联想有关的定义和规律;有的可联想常用的解题方法;有的可联想已经解过的数学题;有的还可以联想相邻学科的有关知识。对于结构复杂的问题,可以几方面结合起来联想。
联想定义和规律
例13.过抛物线y=2 对称轴上的点F(0,1),作一直线交抛物线于A,B两点,若直线AB与x轴的交角为45 ,求A,B两点间的距离。
联想常用的解题方法
例14.已知正数a,b,c,x,y,z满足a+x= b+y=c+z =k,求证:ay+bz+cx.
联想已知的数学题
例15.已知三角形三边长a,b,c满足关系式:+ ,如果按边分类,
试判断这个三角形的形状。
联想相邻学科的有关知识
例16.一束光线经三块平面镜反射,反射的路线如图,三块平面镜分别用,表示,其他字母表示相应角的度数,若c=60 ,则d+e的度数为---- ,x的度数为-------。
例17.设R是锐角三角形ABC的外接圆半径,r为内切圆半径,外心O至三边的距离分别为 求证: