例談化歸思想在中學數學解題中的應用
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摘 要 化歸思想是中學數學解題中常用的一種重要思想,在解題時的應用十分廣泛。本文通過例舉化歸思想在中學數學解題中的應用,如:解方程,求數列通項,處理含參不等式,解三角函數,解應用題等。通過對這些題目的逐一分析,繼而總結出化歸思想解題的一般規律與原則,即通過將未知的問題轉化歸結為已知的知識、將復雜問題轉化歸結為簡單問題。
關鍵詞 化歸思想;中學數學;解題;應用
中圖分類號:B027 文獻標識碼:A 文章編號:1002-7661(2019)02-0075-01
化歸思想的最終目的是為了簡化求解過程,實現復雜問題簡單化、抽象問題具體化?;瘹w思想以其高度的實用性和有效性,贏得了師生的一致認可,是實現對學生綜合素養教學的重要手段。
一、化歸思想的基本概念
化歸思想是處理數學問題的一般思想方法,其核心是:在解決數學問題時,常常是將要解決的問題A通過某種轉化手段,歸結為另一個問題B,而問題B是相對較易解決或已有固定解決程式的問題,且通過對問題B的解決可得原問題A的解答?;瘹w的基本功能是:生疏化成熟悉、復雜化成簡單、抽象化成直觀、含糊化成明朗。
二、化歸思想在中學數學解題中的應用
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例1.解方程(x2+8x+7)(x2+8x+15)+15=0
解:原方程可化為:
?。▁2+8x+7)2+8(x2+8x+7)+15=0
令y=x2+8x+7這樣,我們將解方程
?。▁2+8x+7)(x2+8x+15)+15=0
轉化為規范化方程y2+8y+15=0的形式。
對于方程y2+8y+15=0可化為(y+3)(y+5)=0,
可得方程的解為: y=-3或y=-5。
所以我們有x2+8x+7=-3或x2+8x+7=-5,繼而接著解兩個方程可得原方程的解:
從上題我們可以看出:在解方程時對方程變量進行替換把高次方程轉化為低次方程,再對低次方程進行變形化為一元二次方程的一般形式ax2+bx+c=0(a≠0),使之納入原有的已經解決的知識結構,這就是化歸。
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例2:設正數數列{an}的前n項和為Sn,又 ,求an。
分析:因為當n≥2時,an=Sn-S(n-1),所以2Sn=
,所以2Sn2-2SnSn-1=(Sn-Sn-1)2+1,所以Sn2-Sn-12=1,所以數列{Sn}的平方數列{Sn2}是公差為1的等差數列,易求S1=1,所以Sn2=n,因為an>0,所以 ,所以 。
從上述兩題我們看到不少既非等差又非等比的數列,卻可以通過適當的變形,化歸為一個等差數列、等比數列或一個通項易求的數列,從而求出原數列的通項公式。
(三)處理含參不等式
函數與不等式關系密切,尤其是含參數的不等式問題,變量較多。遇到這類問題時,我們應如何處理呢?
例3:如果2x-1>m(x2-1)對任意m∈[-2,2]都成立,求x的范圍。
分析:解題時易想到,由原不等式解出x,再根據m的范圍確定x的范圍??梢韵胂?,此法解題過程非常煩瑣,很難解出結果。應如何考慮呢?注意到m的范圍已確定,轉換一下角度,把所給不等式看成m的不等式如何?
解:原不等式變形為:
m(x2-1)-(2x-1)<0
左邊顯然是m的一次函數,記作f(m),
由題知,f(m)<0對任m∈[-2,2]恒成立,由一次函數性質只需
即可,這樣便可解這個關于x的不等式組,從而得解:
從上例可以看出,處理這類問題時我們不妨換個角度,可通過化歸思想,把它轉化為函數問題,反客為主。把我們熟悉的未知數看作參變量,而把原來的參數看作主元未知數,分離變量,利用轉化思想把它化歸為函數問題,利用函數性質即可輕松獲解。這樣處理,不但方法巧妙,而且過程簡單,有利于培養思維能力,提高解題能力。
例4:某商店進貨每件50元,據市場調查,銷售價格(每件x元)在50≤x≤80時,每天售出的件數P= 。若想每天獲得的利潤最多,銷售價格每件應為多少元?
這是一個u關于 的二次函數,當 。
即x=60(x∈[50,80])時,u取最大值,故每件定價為60元時,利潤最大為2500元。
在這一題中我們先把實際問題轉化為數學問題,使之能用數學理論解決具體的實際問題,再在數學問題的解決中繼續應用化歸轉化的思想,盡管上述方法轉化方向各不相同,但其實質都是一樣的:盡量轉化為熟悉的知識或方便求解的問題上。
從以上幾道例題我們可以總結出化歸思想解題的一般規律,即:生疏化成熟悉、復雜化成簡單、抽象化成直觀、含糊化成明朗。
化歸思想作為一種重要的數學思想方法,在數學問題的學習中有著十分重要的作用。通過分析化歸思想在中學數學中的具體應用,我們總結出了化歸思想解題的一般規律,即對題目自身的特點,遵循熟悉化、簡單化、特殊化等原則,化繁為簡,化難為易,從而達到解題的目的。
參考文獻:
[1]凌健.化歸思想在數學解題中的應用[J].安慶師范學院學報(自然科學版),2008(2):115-117.
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