王輝林
數(shù)學(xué)思想方法是從數(shù)學(xué)內(nèi)容中提煉出來的數(shù)學(xué)知識的精髓,是將知識轉(zhuǎn)化為能力的橋梁,是歷年高考的重點(diǎn).其中轉(zhuǎn)化與化歸的思想方法是數(shù)學(xué)中最基本的思想方法,數(shù)學(xué)中一切問題的解決離不開轉(zhuǎn)化與化歸.數(shù)形結(jié)合思想體現(xiàn)了數(shù)與形的相互轉(zhuǎn)化,函數(shù)與方程思想體現(xiàn)了函數(shù)、方程、不等式間的相互轉(zhuǎn)化,分類討論思想體現(xiàn)了局部與整體的相互轉(zhuǎn)化,以上方法都是轉(zhuǎn)化與化歸思想的具體體現(xiàn).
轉(zhuǎn)化與化歸就是:將不熟悉和難解的問題轉(zhuǎn)化為熟知的易解的或已經(jīng)解決的問題,將抽象的問題轉(zhuǎn)化為具體的直觀的問題,將復(fù)雜的問題轉(zhuǎn)化為簡單的問題;將一般性的問題轉(zhuǎn)化為直觀的特殊的問題,將實(shí)際問題轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)問題,使問題便于解決.下面以具體的例子談?wù)勗鯓釉诮虒W(xué)中培養(yǎng)高中學(xué)生的轉(zhuǎn)化與化歸思想:
一、正與反、一般與特殊的轉(zhuǎn)化
當(dāng)面臨的數(shù)學(xué)問題從正面入手求解難度較大時(shí),可以考慮從反面入手解決;一般性難以解決的問題,可以考慮從特殊性來解決.
例1 試求常數(shù)m的范圍,使曲線y=x2的所有弦都不能被直線y=m(x-3)垂直平分.
分析 “不能”的反面是“能”,被直線垂直平分的弦的兩端點(diǎn)關(guān)于此直線對稱,問題轉(zhuǎn)化為“拋物線y=x2上存在兩點(diǎn)關(guān)于直線y=m(x-3)對稱,求m的取值范圍”,再求出m的取值集合的補(bǔ)集即為原問題的解.
三、數(shù)與形的轉(zhuǎn)化
通過數(shù)與形的轉(zhuǎn)化,可以利用對數(shù)量關(guān)系的討論來研究圖形的性質(zhì),也可以利用幾何圖形直觀地反映函數(shù)或方程中的變量之間的關(guān)系,有時(shí)還能由幾何圖形提示解決問題的途徑.
例3 當(dāng)a為何值時(shí),方程lg2xlg(x+a)=2有唯一解?兩解?無解?
分析 將原方程等價(jià)轉(zhuǎn)化,化為2x=x+ax>0且x≠12,
在同一坐標(biāo)系內(nèi)作出y=2xx>0,x≠12及y=x+a的圖像,
則方程解的個(gè)數(shù)等于直線y=x+a與拋物線弧y=2xx>0,x≠12交點(diǎn)的個(gè)數(shù),且求得當(dāng)a=12時(shí),直線y=x+a與拋物線弧y=2xx>0,x≠12切于點(diǎn)12,1,由圖可知,原方程:當(dāng)a≥12時(shí),無解;當(dāng)a≤0時(shí),有唯一解;當(dāng)0 此題將原參數(shù)方程轉(zhuǎn)化后,借助數(shù)形結(jié)合方法解決問題,解題方法簡潔. 四、數(shù)學(xué)各分支之間的轉(zhuǎn)化 數(shù)學(xué)各分支之間的轉(zhuǎn)化是一種重要的解題策略,應(yīng)用十分廣泛,例如用復(fù)數(shù)方法解代數(shù)、三角、解析幾何問題,利用向量方法解立體幾何問題,用解析幾何方法處理平面幾何、代數(shù)、三角問題,立體幾何中位置關(guān)系的論證、角和距離的計(jì)算都需要轉(zhuǎn)化為平面問題來處理,運(yùn)用這些策略,往往能提高創(chuàng)新思維能力. 總之,轉(zhuǎn)化與化歸思想方法是高中數(shù)學(xué)中常用的解題方法,它包括正與反的轉(zhuǎn)化、一般與特殊的轉(zhuǎn)化、常量與變量的轉(zhuǎn)化、數(shù)與形的轉(zhuǎn)化、數(shù)學(xué)各分支之間的轉(zhuǎn)化.這些轉(zhuǎn)化實(shí)質(zhì)就是化繁為簡、化生為熟.我們在教學(xué)中必須經(jīng)常提醒學(xué)生怎樣轉(zhuǎn)化,為學(xué)生解決難題掃除障礙,從而達(dá)到化難為易和快速、簡捷、準(zhǔn)確的解題效果.