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1、高中數(shù)學(xué)解題思維與思想導(dǎo) 讀數(shù)學(xué)家g . 波利亞在怎樣解題中說過:數(shù)學(xué)教學(xué)的目的在于培養(yǎng)學(xué)生的思維能力,培養(yǎng)良好思維品質(zhì)的途徑,是進(jìn)行有效的訓(xùn)練,本策略結(jié)合數(shù)學(xué)教學(xué)的實際情況,從以下四個方面進(jìn)行講解:一、數(shù)學(xué)思維的變通性 根據(jù)題設(shè)的相關(guān)知識,提出靈活設(shè)想和解題方案二、數(shù)學(xué)思維的反思性 提出獨特見解,檢查思維過程,不盲從、不輕信。三、數(shù)學(xué)思維的嚴(yán)密性 考察問題嚴(yán)格、準(zhǔn)確,運算和推理精確無誤。四、數(shù)學(xué)思維的開拓性 對一個問題從多方面考慮、對一個對象從多種角度觀察、對一個題目運用多種不同的解法。什么”轉(zhuǎn)變,從而培養(yǎng)他們的思維能力。思維與思想的即時性、針對性、實用性,已在教學(xué)實踐中得到了全面驗證。 一
2、、高中數(shù)學(xué)解題思維策略第一講 數(shù)學(xué)思維的變通性一、概念數(shù)學(xué)問題千變?nèi)f化,要想既快又準(zhǔn)的解題,總用一套固定的方案是行不通的,必須具有思維的變通性善于根據(jù)題設(shè)的相關(guān)知識,提出靈活的設(shè)想和解題方案。根據(jù)數(shù)學(xué)思維變通性的主要體現(xiàn),本講將著重進(jìn)行以下幾個方面的訓(xùn)練: (1)善于觀察 心理學(xué)告訴我們:感覺和知覺是認(rèn)識事物的最初級形式,而觀察則是知覺的高級狀態(tài),是一種有目的、有計劃、比較持久的知覺。觀察是認(rèn)識事物最基本的途徑,它是了解問題、發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的前提。任何一道數(shù)學(xué)題,都包含一定的數(shù)學(xué)條件和關(guān)系。要想解決它,就必須依據(jù)題目的具體特征,對題目進(jìn)行深入的、細(xì)致的、透徹的觀察,然后認(rèn)真思考,透過表面現(xiàn)
3、象看其本質(zhì),這樣才能確定解題思路,找到解題方法。例如,求和.這些分?jǐn)?shù)相加,通分很困難,但每項都是兩相鄰自然數(shù)的積的倒數(shù),且,因此,原式等于問題很快就解決了。(2)善于聯(lián)想 聯(lián)想是問題轉(zhuǎn)化的橋梁。稍具難度的問題和基礎(chǔ)知識的聯(lián)系,都是不明顯的、間接的、復(fù)雜的。因此,解題的方法怎樣、速度如何,取決于能否由觀察到的特征,靈活運用有關(guān)知識,做出相應(yīng)的聯(lián)想,將問題打開缺口,不斷深入。例如,解方程組.這個方程指明兩個數(shù)的和為,這兩個數(shù)的積為。由此聯(lián)想到韋達(dá)定理,、是一元二次方程 的兩個根,所以或.可見,聯(lián)想可使問題變得簡單。(3)善于將問題進(jìn)行轉(zhuǎn)化數(shù)學(xué)家g . 波利亞在怎樣解題中說過:數(shù)學(xué)解題是命題的連續(xù)變
4、換??梢姡忸}過程是通過問題的轉(zhuǎn)化才能完成的。轉(zhuǎn)化是解數(shù)學(xué)題的一種十分重要的思維方法。那么怎樣轉(zhuǎn)化呢?概括地講,就是把復(fù)雜問題轉(zhuǎn)化成簡單問題,把抽象問題轉(zhuǎn)化成具體問題,把未知問題轉(zhuǎn)化成已知問題。在解題時,觀察具體特征,聯(lián)想有關(guān)問題之后,就要尋求轉(zhuǎn)化關(guān)系。例如,已知,求證、三數(shù)中必有兩個互為相反數(shù)。恰當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)化使問題變得熟悉、簡單。要證的結(jié)論,可以轉(zhuǎn)化為:思維變通性的對立面是思維的保守性,即思維定勢。思維定勢是指一個人用同一種思維方法解決若干問題以后,往往會用同樣的思維方法解決以后的問題。它表現(xiàn)就是記類型、記方法、套公式,使思維受到限制,它是提高思維變通性的極大的障礙,必須加以克服。綜上所述,善于
5、觀察、善于聯(lián)想、善于進(jìn)行問題轉(zhuǎn)化,是數(shù)學(xué)思維變通性的具體體現(xiàn)。要想提高思維變通性,必須作相應(yīng)的思維訓(xùn)練。 二、思維訓(xùn)練實例(1) 觀察能力的訓(xùn)練 雖然觀察看起來是一種表面現(xiàn)象,但它是認(rèn)識事物內(nèi)部規(guī)律的基礎(chǔ)。所以,必須重視觀察能力的訓(xùn)練,使學(xué)生不但能用常規(guī)方法解題,而且能根據(jù)題目的具體特征,采用特殊方法來解題。例1 已知都是實數(shù),求證 思路分析 從題目的外表形式觀察到,要證的xyo圖121結(jié)論的右端與平面上兩點間的距離公式很相似,而左端可看作是點到原點的距離公式。根據(jù)其特點,可采用下面巧妙而簡捷的證法,這正是思維變通的體現(xiàn)。證明 不妨設(shè)如圖121所示,則 在中,由三角形三邊之間的關(guān)系知: 當(dāng)且僅
6、當(dāng)o在ab上時,等號成立。 因此, 思維障礙 很多學(xué)生看到這個不等式證明題,馬上想到采用分析法、綜合法等,而此題利用這些方法證明很繁。學(xué)生沒能從外表形式上觀察到它與平面上兩點間距離公式相似的原因,是對這個公式不熟,進(jìn)一步講是對基礎(chǔ)知識的掌握不牢固。因此,平時應(yīng)多注意數(shù)學(xué)公式、定理的運用練習(xí)。例2 已知,試求的最大值。解 由 得又當(dāng)時,有最大值,最大值為思路分析 要求的最大值,由已知條件很快將變?yōu)橐辉魏瘮?shù)然后求極值點的值,聯(lián)系到,這一條件,既快又準(zhǔn)地求出最大值。上述解法觀察到了隱蔽條件,體現(xiàn)了思維的變通性。思維障礙 大部分學(xué)生的作法如下:由 得 當(dāng)時,取最大值,最大值為這種解法由于忽略了這一
7、條件,致使計算結(jié)果出現(xiàn)錯誤。因此,要注意審題,不僅能從表面形式上發(fā)現(xiàn)特點,而且還能從已知條件中發(fā)現(xiàn)其隱蔽條件,既要注意主要的已知條件,又要注意次要條件,這樣,才能正確地解題,提高思維的變通性。有些問題的觀察要從相應(yīng)的圖像著手。例3 已知二次函數(shù)滿足關(guān)系,試比較與的大小。xyo2圖122思路分析 由已知條件可知,在與左右等距離的點的函數(shù)值相等,說明該函數(shù)的圖像關(guān)于直線對稱,又由已知條件知它的開口向上,所以,可根據(jù)該函數(shù)的大致圖像簡捷地解出此題。解 (如圖122)由,知是以直線為對稱軸,開口向上的拋物線它與距離越近的點,函數(shù)值越小。思維障礙 有些同學(xué)對比較與的大小,只想到求出它們的值。而此題函數(shù)的
8、表達(dá)式不確定無法代值,所以無法比較。出現(xiàn)這種情況的原因,是沒有充分挖掘已知條件的含義,因而思維受到阻礙,做題時要全面看問題,對每一個已知條件都要仔細(xì)推敲,找出它的真正含義,這樣才能順利解題。提高思維的變通性。(2) 聯(lián)想能力的訓(xùn)練例4 在中,若為鈍角,則的值(a) 等于1 (b)小于1 (c) 大于1 (d) 不能確定思路分析 此題是在中確定三角函數(shù)的值。因此,聯(lián)想到三角函數(shù)正切的兩角和公式可得下面解法。解 為鈍角,.在中且故應(yīng)選擇(b)思維障礙 有的學(xué)生可能覺得此題條件太少,難以下手,原因是對三角函數(shù)的基本公式掌握得不牢固,不能準(zhǔn)確把握公式的特征,因而不能很快聯(lián)想到運用基本公式。例5 若思路
9、分析 此題一般是通過因式分解來證。但是,如果注意觀察已知條件的特點,不難發(fā)現(xiàn)它與一元二次方程的判別式相似。于是,我們聯(lián)想到借助一元二次方程的知識來證題。證明 當(dāng)時,等式 可看作是關(guān)于的一元二次方程有等根的條件,在進(jìn)一步觀察這個方程,它的兩個相等實根是1 ,根據(jù)韋達(dá)定理就有: 即 若,由已知條件易得 即,顯然也有.例6 已知均為正實數(shù),滿足關(guān)系式,又為不小于的自然數(shù),求證:思路分析 由條件聯(lián)想到勾股定理,可構(gòu)成直角三角形的三邊,進(jìn)一步聯(lián)想到三角函數(shù)的定義可得如下證法。證明 設(shè)所對的角分別為、則是直角,為銳角,于是 且當(dāng)時,有于是有即 從而就有 思維阻礙 由于這是一個關(guān)于自然數(shù)的命題,一些學(xué)生都會
10、想到用數(shù)學(xué)歸納法來證明,難以進(jìn)行數(shù)與形的聯(lián)想,原因是平時不注意代數(shù)與幾何之間的聯(lián)系,單純學(xué)代數(shù),學(xué)幾何,因而不能將題目條件的數(shù)字或式子特征與直觀圖形聯(lián)想起來。(3) 問題轉(zhuǎn)化的訓(xùn)練我們所遇見的數(shù)學(xué)題大都是生疏的、復(fù)雜的。在解題時,不僅要先觀察具體特征,聯(lián)想有關(guān)知識,而且要將其轉(zhuǎn)化成我們比較熟悉的,簡單的問題來解。恰當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)化,往往使問題很快得到解決,所以,進(jìn)行問題轉(zhuǎn)化的訓(xùn)練是很必要的。 轉(zhuǎn)化成容易解決的明顯題目 例11 已知求證、中至少有一個等于1。思路分析 結(jié)論沒有用數(shù)學(xué)式子表示,很難直接證明。首先將結(jié)論用數(shù)學(xué)式子表示,轉(zhuǎn)化成我們熟悉的形式。、中至少有一個為1,也就是說中至少有一個為零,這樣,
11、問題就容易解決了。證明 于是 中至少有一個為零,即、中至少有一個為1。思維障礙 很多學(xué)生只在已知條件上下功夫,左變右變,還是不知如何證明三者中至少有一個為1,其原因是不能把要證的結(jié)論“翻譯”成數(shù)學(xué)式子,把陌生問題變?yōu)槭煜栴}。因此,多練習(xí)這種“翻譯”,是提高轉(zhuǎn)化能力的一種有效手段。例12 直線的方程為,其中;橢圓的中心為,焦點在軸上,長半軸為2,短半軸為1,它的一個頂點為,問在什么范圍內(nèi)取值時,橢圓上有四個不同的點,它們中的每一點到點的距離等于該點到直線的距離。思路分析 從題目的要求及解析幾何的知識可知,四個不同的點應(yīng)在拋物線 (1)是,又從已知條件可得橢圓的方程為 (2)因此,問題轉(zhuǎn)化為當(dāng)方
12、程組(1)、(2)有四個不同的實數(shù)解時,求的取值范圍。將(2)代入(1)得: (3)確定的范圍,實際上就是求(3)有兩個不等正根的充要條件,解不等式組: 在的條件下,得 本題在解題過程中,不斷地把問題化歸為標(biāo)準(zhǔn)問題:解方程組和不等式組的問題。 逆向思維的訓(xùn)練逆向思維不是按習(xí)慣思維方向進(jìn)行思考,而是從其反方向進(jìn)行思考的一種思維方式。當(dāng)問題的正面考慮有阻礙時,應(yīng)考慮問題的反面,從反面入手,使問題得到解決。例13 已知函數(shù),求證、中至少有一個不小于1.思路分析 反證法被譽為“數(shù)學(xué)家最精良的武器之一”,它也是中學(xué)數(shù)學(xué)常用的解題方法。當(dāng)要證結(jié)論中有“至少”等字樣,或以否定形式給出時,一般可考慮采用反證法
13、。證明 (反證法)假設(shè)原命題不成立,即、都小于1。則 得 ,與矛盾,所以假設(shè)不成立,即、中至少有一個不小于1。 一題多解訓(xùn)練 由于每個學(xué)生在觀察時抓住問題的特點不同、運用的知識不同,因而,同一問題可能得到幾種不同的解法,這就是“一題多解”。通過一題多解訓(xùn)練,可使學(xué)生認(rèn)真觀察、多方聯(lián)想、恰當(dāng)轉(zhuǎn)化,提高數(shù)學(xué)思維的變通性。例14 已知復(fù)數(shù)的模為2,求的最大值。解法一(代數(shù)法)設(shè)解法二(三角法)設(shè)yxoi-2i圖123z則 解法三(幾何法)如圖123 所示,可知當(dāng)時,解法四(運用模的性質(zhì))而當(dāng)時,解法五(運用模的性質(zhì)) 又第二講 數(shù)學(xué)思維的反思性一、概述數(shù)學(xué)思維的反思性表現(xiàn)在思維活動中善于提出獨立見解
14、,精細(xì)地檢查思維過程,不盲從、不輕信。在解決問題時能不斷地驗證所擬定的假設(shè),獲得獨特的解決問題的方法,它和創(chuàng)造性思維存在著高度相關(guān)。本講重點加強學(xué)生思維的嚴(yán)密性的訓(xùn)練,培養(yǎng)他們的創(chuàng)造性思維。二、思維訓(xùn)練實例(1) 檢查思路是否正確,注意發(fā)現(xiàn)其中的錯誤。 例1 已知,若求的范圍。錯誤解法 由條件得 ×2得 ×2得 +得 錯誤分析 采用這種解法,忽視了這樣一個事實:作為滿足條件的函數(shù),其值是同時受制約的。當(dāng)取最大(?。┲禃r,不一定取最大(小)值,因而整個解題思路是錯誤的。正確解法 由題意有解得:把和的范圍代入得 在本題中能夠檢查出解題思路錯誤,并給出正確解法,就體現(xiàn)了思維具有反
15、思性。只有牢固地掌握基礎(chǔ)知識,才能反思性地看問題。例2 證明勾股定理:已知在中,求證錯誤證法 在中,而,即錯誤分析 在現(xiàn)行的中學(xué)體系中,這個公式本身是從勾股定理推出來的。這種利用所要證明的結(jié)論,作為推理的前提條件,叫循環(huán)論證。循環(huán)論證的錯誤是在不知不覺中產(chǎn)生的,而且不易發(fā)覺。因此,在學(xué)習(xí)中對所學(xué)的每個公式、法則、定理,既要熟悉它們的內(nèi)容,又要熟悉它們的證明方法和所依據(jù)的論據(jù)。這樣才能避免循環(huán)論證的錯誤。發(fā)現(xiàn)本題犯了循環(huán)論證的錯誤,正是思維具有反思性的體現(xiàn)。(2) 驗算的訓(xùn)練驗算是解題后對結(jié)果進(jìn)行檢驗的過程。通過驗算,可以檢查解題過程的正確性,增強思維的反思性。例3 已知數(shù)列的前項和,求錯誤解法
16、 錯誤分析 顯然,當(dāng)時,錯誤原因,沒有注意公式成立的條件是因此在運用時,必須檢驗時的情形。即:例4 實數(shù)為何值時,圓與拋物線有兩個公共點。錯誤解法 將圓與拋物線 聯(lián)立,消去,得 因為有兩個公共點,所以方程有兩個相等正根,得 解之,得錯誤分析 (如圖221;222)顯然,當(dāng)時,圓與拋物線有兩個公共點。xyo圖222xyo圖221要使圓與拋物線有兩個交點的充要條件是方程有一正根、一負(fù)根;或有兩個相等正根。當(dāng)方程有一正根、一負(fù)根時,得解之,得因此,當(dāng)或時,圓與拋物線有兩個公共點。思考題:實數(shù)為何值時,圓與拋物線,(1) 有一個公共點;(2) 有三個公共點;(3) 有四個公共點;(4) 沒有公共點。養(yǎng)
17、成驗算的習(xí)慣,可以有效地增強思維反思性。如:在解無理方程、無理不等式;對數(shù)方程、對數(shù)不等式時,由于變形后方程或不等式兩端代數(shù)式的定義域可能會發(fā)生變化,這樣就有可能產(chǎn)生增根或失根,因此必須進(jìn)行檢驗,舍棄增根,找回失根。(3) 獨立思考,敢于發(fā)表不同見解受思維定勢或別人提示的影響,解題時盲目附和,不能提出自己的看法,這不利于增強思維的反思性。因此,在解決問題時,應(yīng)積極地獨立思考,敢于對題目解法發(fā)表自己的見解,這樣才能增強思維的反思性,從而培養(yǎng)創(chuàng)造性思維。例5 30支足球隊進(jìn)行淘汰賽,決出一個冠軍,問需要安排多少場比賽?解 因為每場要淘汰1個隊,30個隊要淘汰29個隊才能決出一個冠軍。因此應(yīng)安排29
18、場比賽。思 路 分 析 傳統(tǒng)的思維方法是:30支隊比賽,每次出兩支隊,應(yīng)有15742129場比賽。而上面這個解法沒有盲目附和,考慮到每場比賽淘汰1個隊,要淘汰29支隊,那么必有29場比賽。例6 解方程考察方程兩端相應(yīng)的函數(shù),它們的圖象無交點。所以此方程無解。例7 設(shè)是方程的兩個實根,則的最小值是( )思路分析 本例只有一個答案正確,設(shè)了3個陷阱,很容易上當(dāng)。利用一元二次方程根與系數(shù)的關(guān)系易得:有的學(xué)生一看到,常受選擇答案(a)的誘惑,盲從附和。這正是思維缺乏反思性的體現(xiàn)。如果能以反思性的態(tài)度考察各個選擇答案的來源和它們之間的區(qū)別,就能從中選出正確答案。原方程有兩個實根,當(dāng)時,的最小值是8;當(dāng)時
19、,的最小值是18;這時就可以作出正確選擇,只有(b)正確。第三講 數(shù)學(xué)思維的嚴(yán)密性二、概述在中學(xué)數(shù)學(xué)中,思維的嚴(yán)密性表現(xiàn)為思維過程服從于嚴(yán)格的邏輯規(guī)則,考察問題時嚴(yán)格、準(zhǔn)確,進(jìn)行運算和推理時精確無誤。數(shù)學(xué)是一門具有高度抽象性和精密邏輯性的科學(xué),論證的嚴(yán)密性是數(shù)學(xué)的根本特點之一。但是,由于認(rèn)知水平和心里特征等因素的影響,中學(xué)生的思維過程常常出現(xiàn)不嚴(yán)密現(xiàn)象,主要表現(xiàn)在以下幾個方面:概念模糊 概念是數(shù)學(xué)理論體系中十分重要的組成部分。它是構(gòu)成判斷、推理的要素。因此必須弄清概念,搞清概念的內(nèi)涵和外延,為判斷和推理奠定基礎(chǔ)。概念不清就容易陷入思維混亂,產(chǎn)生錯誤。判斷錯誤 判斷是對思維對象的性質(zhì)、關(guān)系、狀態(tài)
20、、存在等情況有所斷定的一種思維形式。數(shù)學(xué)中的判斷通常稱為命題。在數(shù)學(xué)中,如果概念不清,很容易導(dǎo)致判斷錯誤。例如,“函數(shù)是一個減函數(shù)”就是一個錯誤判斷。推理錯誤 推理是運用已知判斷推導(dǎo)出新的判斷的思維形式。它是判斷和判斷的聯(lián)合。任何一個論證都是由推理來實現(xiàn)的,推理出錯,說明思維不嚴(yán)密。例如,解不等式解 或 這個推理是錯誤的。在由推導(dǎo)時,沒有討論的正、負(fù),理由不充分,所以出錯。二、思維訓(xùn)練實例思維的嚴(yán)密性是學(xué)好數(shù)學(xué)的關(guān)鍵之一。訓(xùn)練的有效途徑之一是查錯。(1) 有關(guān)概念的訓(xùn)練概念是抽象思維的基礎(chǔ),數(shù)學(xué)推理離不開概念?!罢_理解數(shù)學(xué)概念是掌握數(shù)學(xué)基礎(chǔ)知識的前提?!敝袑W(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)大綱(試行草案)例1、 不
21、等式 錯誤解法 錯誤分析 當(dāng)時,真數(shù)且在所求的范圍內(nèi)(因 ),說明解法錯誤。原因是沒有弄清對數(shù)定義。此題忽視了“對數(shù)的真數(shù)大于零”這一條件造成解法錯誤,表現(xiàn)出思維的不嚴(yán)密性。正確解法 例2、 求過點的直線,使它與拋物線僅有一個交點。錯誤解法 設(shè)所求的過點的直線為,則它與拋物線的交點為,消去得:整理得 直線與拋物線僅有一個交點,解得所求直線為錯誤分析 此處解法共有三處錯誤:第一,設(shè)所求直線為時,沒有考慮與斜率不存在的情形,實際上就是承認(rèn)了該直線的斜率是存在的,且不為零,這是不嚴(yán)密的。第二,題中要求直線與拋物線只有一個交點,它包含相交和相切兩種情況,而上述解法沒有考慮相切的情況,只考慮相交的情況。
22、原因是對于直線與拋物線“相切”和“只有一個交點”的關(guān)系理解不透。第三,將直線方程與拋物線方程聯(lián)立后得一個一元二次方程,要考慮它的判別式,所以它的二次項系數(shù)不能為零,即而上述解法沒作考慮,表現(xiàn)出思維不嚴(yán)密。正確解法 當(dāng)所求直線斜率不存在時,即直線垂直軸,因為過點,所以即軸,它正好與拋物線相切。當(dāng)所求直線斜率為零時,直線為平行軸,它正好與拋物線只有一個交點。設(shè)所求的過點的直線為則, 令解得所求直線為綜上,滿足條件的直線為:(2) 判斷的訓(xùn)練造成判斷錯誤的原因很多,我們在學(xué)習(xí)中,應(yīng)重視如下幾個方面。注意定理、公式成立的條件數(shù)學(xué)上的定理和公式都是在一定條件下成立的。如果忽視了成立的條件,解題中難免出現(xiàn)
23、錯誤。例3、 實數(shù),使方程至少有一個實根。錯誤解法 方程至少有一個實根,或錯誤分析 實數(shù)集合是復(fù)數(shù)集合的真子集,所以在實數(shù)范圍內(nèi)成立的公式、定理,在復(fù)數(shù)范圍內(nèi)不一定成立,必須經(jīng)過嚴(yán)格推廣后方可使用。一元二次方程根的判別式是對實系數(shù)一元二次方程而言的,而此題目盲目地把它推廣到復(fù)系數(shù)一元二次方程中,造成解法錯誤。正確解法 設(shè)是方程的實數(shù)根,則由于都是實數(shù),解得 例4 已知雙曲線的右準(zhǔn)線為,右焦點,離心率,求雙曲線方程。錯解1 故所求的雙曲線方程為錯解2 由焦點知故所求的雙曲線方程為錯解分析 這兩個解法都是誤認(rèn)為雙曲線的中心在原點,而題中并沒有告訴中心在原點這個條件。由于判斷錯誤,而造成解法錯誤。隨
24、意增加、遺漏題設(shè)條件,都會產(chǎn)生錯誤解法。正解1 設(shè)為雙曲線上任意一點,因為雙曲線的右準(zhǔn)線為,右焦點,離心率,由雙曲線的定義知 整理得 正解2 依題意,設(shè)雙曲線的中心為則 解得 所以 故所求雙曲線方程為 注意充分條件、必要條件和充分必要條件在解題中的運用我們知道:如果成立,那么成立,即,則稱是的充分條件。如果成立,那么成立,即,則稱是的必要條件。如果,則稱是的充分必要條件。充分條件和必要條件中我們的學(xué)習(xí)中經(jīng)常遇到。像討論方程組的解,求滿足條件的點的軌跡等等。但充分條件和必要條件中解題中的作用不同,稍用疏忽,就會出錯。例5 解不等式錯誤解法 要使原不等式成立,只需 解得錯誤分析 不等式成立的充分必
25、要條件是:或 原不等式的解法只考慮了一種情況,而忽視了另一種情況,所考慮的情況只是原不等式成立的充分條件,而不是充分必要條件,其錯誤解法的實質(zhì),是把充分條件當(dāng)成了充分必要條件。正確解法 要使原不等式成立,則·p·c(3,0)yxo圖321 mn或,或原不等式的解集為 例6(軌跡問題)求與軸相切于右側(cè),并與也相切的圓的圓心的軌跡方程。錯誤解法 如圖321所示,已知c的方程為設(shè)點為所求軌跡上任意一點,并且p與軸相切于m點,與c相切于n點。根據(jù)已知條件得,即化簡得 錯誤分析 本題只考慮了所求軌跡的純粹性(即所求的軌跡上的點都滿足條件),而沒有考慮所求軌跡的完備性(即滿足條件的點都
26、在所求的軌跡上)。事實上,符合題目條件的點的坐標(biāo)并不都滿足所求的方程。從動圓與已知圓內(nèi)切,可以發(fā)現(xiàn)以軸正半軸上任一點為圓心,此點到原點的距離為半徑(不等于3)的圓也符合條件,所以也是所求的方程。即動圓圓心的軌跡方程是。因此,在求軌跡時,一定要完整的、細(xì)致地、周密地分析問題,這樣,才能保證所求軌跡的純粹性和完備性。防止以偏概全的錯誤以偏概全是指思考不全面,遺漏特殊情況,致使解答不完全,不能給出問題的全部答案,從而表現(xiàn)出思維的不嚴(yán)密性。例7 設(shè)等比數(shù)列的全項和為.若,求數(shù)列的公比.錯誤解法 錯誤分析 在錯解中,由時,應(yīng)有在等比數(shù)列中,是顯然的,但公比完全可能為1,因此,在解題時應(yīng)先討論公比的情況,
27、再在的情況下,對式子進(jìn)行整理變形。正確解法 若,則有但,即得與題設(shè)矛盾,故.又依題意 可得 即因為,所以所以所以 說明 此題為1996年全國高考文史類數(shù)學(xué)試題第(21)題,不少考生的解法同錯誤解法,根據(jù)評分標(biāo)準(zhǔn)而痛失2分。避免直觀代替論證我們知道直觀圖形常常為我們解題帶來方便。但是,如果完全以圖形的直觀聯(lián)系為依據(jù)來進(jìn)行推理,這就會使思維出現(xiàn)不嚴(yán)密現(xiàn)象。o·圖322例8 (如圖322),具有公共軸的兩個直角坐標(biāo)平面和所成的二面角等于.已知內(nèi)的曲線的方程是,求曲線在內(nèi)的射影的曲線方程。錯誤解法 依題意,可知曲線是拋物線,在內(nèi)的焦點坐標(biāo)是因為二面角等于,且所以設(shè)焦點在內(nèi)的射影是,那么,位于
28、軸上,從而所以所以點是所求射影的焦點。依題意,射影是一條拋物線,開口向右,頂點在原點。所以曲線在內(nèi)的射影的曲線方程是錯誤分析 上述解答錯誤的主要原因是,憑直觀誤認(rèn)為。正確解法 在內(nèi),設(shè)點是曲線上任意一點o·圖323mnh(如圖323)過點作,垂足為,過作軸,垂足為連接,則軸。所以是二面角的平面角,依題意,.在又知軸(或與重合),軸(或與重合),設(shè),則 因為點在曲線上,所以即所求射影的方程為 (3) 推理的訓(xùn)練數(shù)學(xué)推理是由已知的數(shù)學(xué)命題得出新命題的基本思維形式,它是數(shù)學(xué)求解的核心。以已知的真實數(shù)學(xué)命題,即定義、公理、定理、性質(zhì)等為依據(jù),選擇恰當(dāng)?shù)慕忸}方法,達(dá)到解題目標(biāo),得出結(jié)論的一系列
29、推理過程。在推理過程中,必須注意所使用的命題之間的相互關(guān)系(充分性、必要性、充要性等),做到思考縝密、推理嚴(yán)密。例9 設(shè)橢圓的中心是坐標(biāo)原點,長軸在軸上,離心率,已知點到這個橢圓上的最遠(yuǎn)距離是,求這個橢圓的方程。錯誤解法 依題意可設(shè)橢圓方程為則 ,所以 ,即 設(shè)橢圓上的點到點的距離為,則 所以當(dāng)時,有最大值,從而也有最大值。所以 ,由此解得:于是所求橢圓的方程為錯解分析 盡管上面解法的最后結(jié)果是正確的,但這種解法卻是錯誤的。結(jié)果正確只是碰巧而已。由當(dāng)時,有最大值,這步推理是錯誤的,沒有考慮到的取值范圍。事實上,由于點在橢圓上,所以有,因此在求的最大值時,應(yīng)分類討論。即:若,則當(dāng)時,(從而)有最
30、大值。于是從而解得所以必有,此時當(dāng)時,(從而)有最大值,所以,解得于是所求橢圓的方程為例10 求的最小值錯解1 錯解2 錯誤分析 在解法1中,的充要條件是即這是自相矛盾的。在解法2中,的充要條件是這是不可能的。正確解法1 其中,當(dāng)正 確 解 法2 取正常數(shù),易得其中“”取“”的充要條件是因此,當(dāng)?shù)谒闹v 數(shù)學(xué)思維的開拓性一、概述數(shù)學(xué)思維開拓性指的是對一個問題能從多方面考慮;對一個對象能從多種角度觀察;對一個題目能想出多種不同的解法,即一題多解?!皵?shù)學(xué)是一個有機的整體,它的各個部分之間存在概念的親緣關(guān)系。我們在學(xué)習(xí)每一分支時,注意了橫向聯(lián)系,把親緣關(guān)系結(jié)成一張網(wǎng),就可覆蓋全部內(nèi)容,使之融會貫通”,
31、這里所說的橫向聯(lián)系,主要是靠一題多解來完成的。通過用不同的方法解決同一道數(shù)學(xué)題,既可以開拓解題思路,鞏固所學(xué)知識;又可激發(fā)學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的興趣和積極性,達(dá)到開發(fā)潛能,發(fā)展智力,提高能力的目的。從而培養(yǎng)創(chuàng)新精神和創(chuàng)造能力。在一題多解的訓(xùn)練中,我們要密切注意每種解法的特點,善于發(fā)現(xiàn)解題規(guī)律,從中發(fā)現(xiàn)最有意義的簡捷解法。數(shù)學(xué)思維的開拓性主要體現(xiàn)在:(1) 一題的多種解法例如 已知復(fù)數(shù)滿足,求的最大值。我們可以考慮用下面幾種方法來解決:運用復(fù)數(shù)的代數(shù)形式;運用復(fù)數(shù)的三角形式;運用復(fù)數(shù)的幾何意義;運用復(fù)數(shù)模的性質(zhì)(三角不等式);運用復(fù)數(shù)的模與共軛復(fù)數(shù)的關(guān)系;(數(shù)形結(jié)合)運用復(fù)數(shù)方程表示的幾何圖形,轉(zhuǎn)化為兩圓與
32、有公共點時,的最大值。(2) 一題的多種解釋例如,函數(shù)式可以有以下幾種解釋:可以看成自由落體公式可以看成動能公式可以看成熱量公式又如“1”這個數(shù)字,它可以根據(jù)具體情況變成各種形式,使解題變得簡捷?!?”可以變換為:,等等。1 思維訓(xùn)練實例例1 已知求證:分析1 用比較法。本題只要證為了同時利用兩個已知條件,只需要觀察到兩式相加等于2便不難解決。證法1 所以 分析2 運用分析法,從所需證明的不等式出發(fā),運用已知的條件、定理和性質(zhì)等,得出正確的結(jié)論。從而證明原結(jié)論正確。分析法其本質(zhì)就是尋找命題成立的充分條件。因此,證明過程必須步步可逆,并注意書寫規(guī)范。證法2 要證 只需證 xm·yd圖4
33、21o即 因為 所以只需證 即 因為最后的不等式成立,且步步可逆。所以原不等式成立。分析3 運用綜合法(綜合運用不等式的有關(guān)性質(zhì)以及重要公式、定理(主要是平均值不等式)進(jìn)行推理、運算,從而達(dá)到證明需求證的不等式成立的方法)證法3 即 分析4 三角換元法:由于已知條件為兩數(shù)平方和等于1的形式,符合三角函數(shù)同角關(guān)系中的平方關(guān)系條件,具有進(jìn)行三角代換的可能,從而可以把原不等式中的代數(shù)運算關(guān)系轉(zhuǎn)化為三角函數(shù)運算關(guān)系,給證明帶來方便。證法4 可設(shè) 分析5 數(shù)形結(jié)合法:由于條件可看作是以原點為圓心,半徑為1的單位圓,而聯(lián)系到點到直線距離公式,可得下面證法。證法5 (如圖4-2-1)因為直線經(jīng)過圓的圓心o,
34、所以圓上任意一點到直線的距離都小于或等于圓半徑1,即 簡評 五種證法都是具有代表性的基本方法,也都是應(yīng)該掌握的重要方法。除了證法4、證法5的方法有適應(yīng)條件的限制這種局限外,前三種證法都是好方法??稍诰唧w應(yīng)用過程中,根據(jù)題目的變化的需要適當(dāng)進(jìn)行選擇。例2 如果求證:成等差數(shù)列。分析1 要證,必須有成立才行。此條件應(yīng)從已知條件中得出。故此得到直接的想法是展開已知條件去尋找轉(zhuǎn)換。證法1 故 ,即 成等差數(shù)列。分析2 由于已知條件具有輪換對稱特點,此特點的充分利用就是以換元去減少原式中的字母,從而給轉(zhuǎn)換運算帶來便利。證法2 設(shè)則于是,已知條件可化為:所以成等差數(shù)列。分析3 已知條件呈現(xiàn)二次方程判別式的
35、結(jié)構(gòu)特點引人注目,提供了構(gòu)造一個適合上述條件的二次方程的求解的試探的機會。證法3 當(dāng)時,由已知條件知即成等差數(shù)列。當(dāng)時,關(guān)于的一元二次方程:其判別式故方程有等根,顯然1為方程的一個根,從而方程的兩根均為1,由韋達(dá)定理知 即 成等差數(shù)列。簡評:證法1是常用方法,略嫌呆板,但穩(wěn)妥可靠。證法2簡單明了,是最好的解法,其換元的技巧有較大的參考價值。證法3引入輔助方程的方法,技巧性強,給人以新鮮的感受和啟發(fā)。例3 已知,求的最小值。分析1 雖然所求函數(shù)的結(jié)構(gòu)式具有兩個字母,但已知條件恰有的關(guān)系式,可用代入法消掉一個字母,從而轉(zhuǎn)換為普通的二次函數(shù)求最值問題。解法1 設(shè),則二次項系數(shù)為故有最小值。當(dāng)時, 的
36、最小值為分析2 已知的一次式兩邊平方后與所求的二次式有密切關(guān)聯(lián),于是所求的最小值可由等式轉(zhuǎn)換成不等式而求得。解法2 即即 當(dāng)且僅當(dāng)時取等號。 的最小值為分析3 配方法是解決求最值問題的一種常用手段,利用已知條件結(jié)合所求式子,配方后得兩個實數(shù)平方和的形式,從而達(dá)到求最值的目的。解法3 設(shè) 當(dāng)時,即的最小值為11oxy圖422分析4 因為已知條件和所求函數(shù)式都具有解析幾何常見方程的特點,故可得到用解析法求解的啟發(fā)。解法4 如圖422,表示直線表示原點到直線上的點的距離的平方。顯然其中以原點到直線的距離最短。此時,即所以的最小值為注 如果設(shè)則問題還可轉(zhuǎn)化為直線與圓有交點時,半徑的最小值。簡評 幾種解
37、法都有特點和代表性。解法1是基本方法,解法2、3、4都緊緊地抓住題設(shè)條件的特點,與相關(guān)知識聯(lián)系起來,所以具有靈巧簡捷的優(yōu)點,特別是解法4,形象直觀,值得效仿。例4 設(shè)求證:分析1 由已知條件為實數(shù)這一特點,可提供設(shè)實系數(shù)二次方程的可能,在該二次方程有兩個虛根的條件下,它們是一對共軛虛根,運用韋達(dá)定理可以探求證題途徑。證法1 設(shè)當(dāng)時,可得與條件不合。于是有 該方程有一對共軛虛根,設(shè)為,于是又由韋達(dá)定理知 分析2 由于實數(shù)的共軛復(fù)數(shù)仍然是這個實數(shù),利用這一關(guān)系可以建立復(fù)數(shù)方程,注意到這一重要性質(zhì),即可求出的值。證法2 設(shè)當(dāng)時,可得與條件不合,則有 ,即 但 而 即分析3 因為實數(shù)的倒數(shù)仍為實數(shù),若
38、對原式取倒數(shù),可變換化簡為易于進(jìn)行運算的形式。再運用共軛復(fù)數(shù)的性質(zhì),建立復(fù)數(shù)方程,具有更加簡捷的特點。證法3 即從而必有簡評 設(shè)出復(fù)數(shù)的代數(shù)形式或三角形式,代入已知條件化簡求證,一般也能夠證明,它是解決復(fù)數(shù)問題的基本方法。但這些方法通常運算量大,較繁?,F(xiàn)在的三種證法都應(yīng)用復(fù)數(shù)的性質(zhì)去證,技巧性較強,思路都建立在方程的觀點上,這是需要體會的關(guān)鍵之處。證法3利用倒數(shù)的變換,十分巧妙是最好的方法。例5 由圓外一點引圓的割線交圓于兩點,求弦的中點的軌跡方程。分析1 (直接法)根據(jù)題設(shè)條件列出幾何等式,運用解析幾何基本公式轉(zhuǎn)化為代數(shù)等式,從而求出曲線方程。這里考慮在圓中有關(guān)弦中點的一些性質(zhì),圓心和弦中點
39、的連線垂直于弦,可得下面解法。解法1 如圖423,設(shè)弦的中點的坐標(biāo)為,連接,則,在中,由兩點間的距離公式和勾股定理有整理,得 其中圖423pmbaoyx分析2 (定義法)根據(jù)題設(shè)條件,判斷并確定軌跡的曲線類型,運用待定系數(shù)法求出曲線方程。解法2 因為是的中點,所以,所以點的軌跡是以為直徑的圓,圓心為,半徑為該圓的方程為:化簡,得 其中分析3 (交軌法)將問題轉(zhuǎn)化為求兩直線的交點軌跡問題。因為動點可看作直線與割線的交點,而由于它們的垂直關(guān)系,從而獲得解法。解法3 設(shè)過點的割線的斜率為則過點的割線方程為:.且過原點,的方程為 這兩條直線的交點就是點的軌跡。兩方程相乘消去化簡,得:其中分析4 (參數(shù)
40、法)將動點坐標(biāo)表示成某一中間變量(參數(shù))的函數(shù),再設(shè)法消去參數(shù)。由于動點隨直線的斜率變化而發(fā)生變化,所以動點的坐標(biāo)是直線斜率的函數(shù),從而可得如下解法。解法4 設(shè)過點的割線方程為:它與圓的兩個交點為,的中點為.解方程組 利用韋達(dá)定理和中點坐標(biāo)公式,可求得點的軌跡方程為:其中分析5 (代點法)根據(jù)曲線和方程的對應(yīng)關(guān)系:點在曲線上則點的坐標(biāo)滿足方程。設(shè)而不求,代點運算。從整體的角度看待問題。這里由于中點的坐標(biāo)與兩交點通過中點公式聯(lián)系起來,又點構(gòu)成4點共線的和諧關(guān)系,根據(jù)它們的斜率相等,可求得軌跡方程。解法5 設(shè)則兩式相減,整理,得 所以 即為的斜率,而對斜率又可表示為化簡并整理,得 其中簡評 上述五
41、種解法都是求軌跡問題的基本方法。其中解法1、2、3局限于曲線是圓的條件,而解法4、5適用于一般的過定點且與二次曲線交于兩點,求中點的軌跡問題。具有普遍意義,值得重視。對于解法5通常利用可較簡捷地求出軌跡方程,比解法4計算量要小,要簡捷得多。二、解密數(shù)學(xué)思維的內(nèi)核數(shù)學(xué)解題的思維過程數(shù)學(xué)解題的思維過程是指從理解問題開始,經(jīng)過探索思路,轉(zhuǎn)換問題直至解決問題,進(jìn)行回顧的全過程的思維活動。 對于數(shù)學(xué)解題思維過程,g . 波利亞提出了四個階段*(見附錄),即弄清問題、擬定計劃、實現(xiàn)計劃和回顧。這四個階段思維過程的實質(zhì),可以用下列八個字加以概括:理解、轉(zhuǎn)換、實施、反思。第一階段:理解問題是解題思維活動的開始
42、。第二階段:轉(zhuǎn)換問題是解題思維活動的核心,是探索解題方向和途徑的積極的嘗試發(fā)現(xiàn)過程,是思維策略的選擇和調(diào)整過程。 第三階段:計劃實施是解決問題過程的實現(xiàn),它包含著一系列基礎(chǔ)知識和基本技能的靈活運用和思維過程的具體表達(dá),是解題思維活動的重要組成部分。第四階段:反思問題往往容易為人們所忽視,它是發(fā)展數(shù)學(xué)思維的一個重要方面,是一個思維活動過程的結(jié)束包含另一個新的思維活動過程的開始。數(shù)學(xué)解題的技巧為了使回想、聯(lián)想、猜想的方向更明確,思路更加活潑,進(jìn)一步提高探索的成效,我們必須掌握一些解題的策略。一切解題的策略的基本出發(fā)點在于“變換”,即把面臨的問題轉(zhuǎn)化為一道或幾道易于解答的新題,以通過對新題的考察,發(fā)
43、現(xiàn)原題的解題思路,最終達(dá)到解決原題的目的?;谶@樣的認(rèn)識,常用的解題策略有:熟悉化、簡單化、直觀化、特殊化、一般化、整體化、間接化等。一、 熟悉化策略所謂熟悉化策略,就是當(dāng)我們面臨的是一道以前沒有接觸過的陌生題目時,要設(shè)法把它化為曾經(jīng)解過的或比較熟悉的題目,以便充分利用已有的知識、經(jīng)驗或解題模式,順利地解出原題。一般說來,對于題目的熟悉程度,取決于對題目自身結(jié)構(gòu)的認(rèn)識和理解。從結(jié)構(gòu)上來分析,任何一道解答題,都包含條件和結(jié)論(或問題)兩個方面。因此,要把陌生題轉(zhuǎn)化為熟悉題,可以在變換題目的條件、結(jié)論(或問題)以及它們的聯(lián)系方式上多下功夫。常用的途徑有:(一)、充分聯(lián)想回憶基本知識和題型:按照波利
44、亞的觀點,在解決問題之前,我們應(yīng)充分聯(lián)想和回憶與原有問題相同或相似的知識點和題型,充分利用相似問題中的方式、方法和結(jié)論,從而解決現(xiàn)有的問題。(二)、全方位、多角度分析題意:對于同一道數(shù)學(xué)題,常常可以不同的側(cè)面、不同的角度去認(rèn)識。因此,根據(jù)自己的知識和經(jīng)驗,適時調(diào)整分析問題的視角,有助于更好地把握題意,找到自己熟悉的解題方向。(三)恰當(dāng)構(gòu)造輔助元素:數(shù)學(xué)中,同一素材的題目,常常可以有不同的表現(xiàn)形式;條件與結(jié)論(或問題)之間,也存在著多種聯(lián)系方式。因此,恰當(dāng)構(gòu)造輔助元素,有助于改變題目的形式,溝通條件與結(jié)論(或條件與問題)的內(nèi)在聯(lián)系,把陌生題轉(zhuǎn)化為熟悉題。數(shù)學(xué)解題中,構(gòu)造的輔助元素是多種多樣的,常
45、見的有構(gòu)造圖形(點、線、面、體),構(gòu)造算法,構(gòu)造多項式,構(gòu)造方程(組),構(gòu)造坐標(biāo)系,構(gòu)造數(shù)列,構(gòu)造行列式,構(gòu)造等價性命題,構(gòu)造反例,構(gòu)造數(shù)學(xué)模型等等。二、簡單化策略所謂簡單化策略,就是當(dāng)我們面臨的是一道結(jié)構(gòu)復(fù)雜、難以入手的題目時,要設(shè)法把轉(zhuǎn)化為一道或幾道比較簡單、易于解答的新題,以便通過對新題的考察,啟迪解題思路,以簡馭繁,解出原題。簡單化是熟悉化的補充和發(fā)揮。一般說來,我們對于簡單問題往往比較熟悉或容易熟悉。因此,在實際解題時,這兩種策略常常是結(jié)合在一起進(jìn)行的,只是著眼點有所不同而已。解題中,實施簡單化策略的途徑是多方面的,常用的有: 尋求中間環(huán)節(jié),分類考察討論,簡化已知條件,恰當(dāng)分解結(jié)論等
46、。1、尋求中間環(huán)節(jié),挖掘隱含條件:在些結(jié)構(gòu)復(fù)雜的綜合題,就其生成背景而論,大多是由若干比較簡單的基本題,經(jīng)過適當(dāng)組合抽去中間環(huán)節(jié)而構(gòu)成的。因此,從題目的因果關(guān)系入手,尋求可能的中間環(huán)節(jié)和隱含條件,把原題分解成一組相互聯(lián)系的系列題,是實現(xiàn)復(fù)雜問題簡單化的一條重要途徑。2、分類考察討論:在些數(shù)學(xué)題,解題的復(fù)雜性,主要在于它的條件、結(jié)論(或問題)包含多種不易識別的可能情形。對于這類問題,選擇恰當(dāng)?shù)姆诸悩?biāo)準(zhǔn),把原題分解成一組并列的簡單題,有助于實現(xiàn)復(fù)雜問題簡單化。3、簡單化已知條件:有些數(shù)學(xué)題,條件比較抽象、復(fù)雜,不太容易入手。這時,不妨簡化題中某些已知條件,甚至?xí)簳r撇開不顧,先考慮一個簡化問題。這樣
47、簡單化了的問題,對于解答原題,常常能起到穿針引線的作用。4、恰當(dāng)分解結(jié)論:有些問題,解題的主要困難,來自結(jié)論的抽象概括,難以直接和條件聯(lián)系起來,這時,不妨猜想一下,能否把結(jié)論分解為幾個比較簡單的部分,以便各個擊破,解出原題。三、直觀化策略:所謂直觀化策略,就是當(dāng)我們面臨的是一道內(nèi)容抽象,不易捉摸的題目時,要設(shè)法把它轉(zhuǎn)化為形象鮮明、直觀具體的問題,以便憑借事物的形象把握題中所及的各對象之間的聯(lián)系,找到原題的解題思路。(一)、圖表直觀: 有些數(shù)學(xué)題,內(nèi)容抽象,關(guān)系復(fù)雜,給理解題意增添了困難,常常會由于題目的抽象性和復(fù)雜性,使正常的思維難以進(jìn)行到底。對于這類題目,借助圖表直觀,利用示意圖或表格分析題
48、意,有助于抽象內(nèi)容形象化,復(fù)雜關(guān)系條理化,使思維有相對具體的依托,便于深入思考,發(fā)現(xiàn)解題線索。(二)、圖形直觀:有些涉及數(shù)量關(guān)系的題目,用代數(shù)方法求解,道路崎嶇曲折,計算量偏大。這時,不妨借助圖形直觀,給題中有關(guān)數(shù)量以恰當(dāng)?shù)膸缀畏治?,拓寬解題思路,找出簡捷、合理的解題途徑。(三)、圖象直觀:不少涉及數(shù)量關(guān)系的題目,與函數(shù)的圖象密切相關(guān),靈活運用圖象的直觀性,常常能以簡馭繁,獲取簡便,巧妙的解法。四、特殊化策略所謂特殊化策略,就是當(dāng)我們面臨的是一道難以入手的一般性題目時,要注意從一般退到特殊,先考察包含在一般情形里的某些比較簡單的特殊問題,以便從特殊問題的研究中,拓寬解題思路,發(fā)現(xiàn)解答原題的方向
49、或途徑。五、一般化策略所謂一般化策略,就是當(dāng)我們面臨的是一個計算比較復(fù)雜或內(nèi)在聯(lián)系不甚明顯的特殊問題時,要設(shè)法把特殊問題一般化,找出一個能夠揭示事物本質(zhì)屬性的一般情形的方法、技巧或結(jié)果,順利解出原題。六、整體化策略所謂整體化策略,就是當(dāng)我們面臨的是一道按常規(guī)思路進(jìn)行局部處理難以奏效或計算冗繁的題目時,要適時調(diào)整視角,把問題作為一個有機整體,從整體入手,對整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行全面、深刻的分析和改造,以便從整體特性的研究中,找到解決問題的途徑和辦法。七、間接化策略所謂間接化策略,就是當(dāng)我們面臨的是一道從正面入手復(fù)雜繁難,或在特定場合甚至找不到解題依據(jù)的題目時,要隨時改變思維方向,從結(jié)論(或問題)的反面進(jìn)行
50、思考,以便化難為易解出原題。數(shù)學(xué)解題思維過程 數(shù)學(xué)解題的思維過程是指從理解問題開始,從經(jīng)過探索思路,轉(zhuǎn)換問題直至解決問題,進(jìn)行回顧的全過程的思維活動。在數(shù)學(xué)中,通??蓪⒔忸}過程分為四個階段:第一階段是審題。包括認(rèn)清習(xí)題的條件和要求,深入分析條件中的各個元素,在復(fù)雜的記憶系統(tǒng)中找出需要的知識信息,建立習(xí)題的條件、結(jié)論與知識和經(jīng)驗之間的聯(lián)系,為解題作好知識上的準(zhǔn)備。 第二階段是尋求解題途徑。有目的地進(jìn)行各種組合的試驗,盡可能將習(xí)題化為已知類型,選擇最優(yōu)解法,選擇解題方案,經(jīng)檢驗后作修正,最后確定解題計劃。 第三階段是實施計劃。將計劃的所有細(xì)節(jié)實際地付諸實現(xiàn),通過與已知條件所選擇的根據(jù)作對比后修正計
51、劃,然后著手?jǐn)⑹鼋獯疬^程的方法,并且書寫解答與結(jié)果。第四階段是檢查與總結(jié)。求得最終結(jié)果以后,檢查并分析結(jié)果。探討實現(xiàn)解題的各種方法,研究特殊情況與局部情況,找出最重要的知識。將新知識和經(jīng)驗加以整理使之系統(tǒng)化。所以:第一階段的理解問題是解題思維活動的開始。第二階段的轉(zhuǎn)換問題是解題思維活動的核心,是探索解題方向和途徑的積極的嘗試發(fā)現(xiàn)過程,是思維策略的選擇和調(diào)整過程。第三階段的計劃實施是解決問題過程的實現(xiàn),它包含著一系列基礎(chǔ)知識和基本技能的靈活運用和思維過程的具體表達(dá),是解題思維活動的重要組成部分。第四階段的反思問題往往容易為人們所忽視,它是發(fā)展數(shù)學(xué)思維的一個重要方面,是一個思維活動過程的結(jié)束包含另
52、一個新的思維活動過程的開始。通過以下探索途徑來提高解題能力:(1) 研究問題的條件時,在需要與可能的情況下,可畫出相應(yīng)圖形或思路圖幫助思考。因為這意味著你對題的整個情境有了清晰的具體的了解。(2) 清晰地理解情境中的各個元素;一定要弄清楚其中哪些元素是給定了的,即已知的,哪些是所求的,即未知的。(3) 深入地分析并思考習(xí)題敘述中的每一個符號、術(shù)語的含義,從中找出習(xí)題的重要元素,要圖中標(biāo)出(用直觀符號)已知元素和未知元素,并試著改變一下題目中(或圖中)各元素的位置,看看能否有重要發(fā)現(xiàn)。(4) 盡可能從整體上理解題目的條件,找出它的特點,聯(lián)想以前是否遇到過類似題目。(5) 仔細(xì)考慮題意是否有其他不同理解。題目的條件有無多余的、互相矛盾的內(nèi)容?是否還缺少條件?(6) 認(rèn)真研究題目提出的目標(biāo)。通過目標(biāo)找出哪些理論的法則
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