江苏省扬州市邗江区方巷镇中心中学(225118)
杨 群●
运用转化拓展开创新思维
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杨 群●
二十世纪最伟大的数学教育家波利亚曾经说过,解数学题,转化是关键.就是把那些陌生的、较为困难或复杂抽象的数学问题,通过某种方式转化为某些熟悉的、已经解决的或容易解决的数学问题.
转化是解题的灵魂,解题的全过程实质上就是一个不断转化的过程.由于思维角度,方法技巧的不同,转化种类,形式多种多样,当直接以题设条件到结论的推理,演绎复杂,繁琐或无法进行时,可对命题的条件或结论的表达式进行等价转化,或转化为结论的反面.或将原命题转化为与之等价的逆否命题,另辟蹊径,换个角度重新认识,接近本质,使命题趋于简洁、明朗,起到以简驭繁作用.
解题即意味着把原问题逐步转化为可解的目标问题的过程.学习中从数与式、数与形、特殊与一般等的转化中培养自己把复杂问题简单化,陌生问题熟悉化,抽象问题具体化,非常规问题常规化的能力.
分析 结论没有用数学式子表示,很难直接证明.首先将结论用数学式子表示,转化成我们熟悉的形式.a,b,c中至少有一个等于1,也就是说a-1,b-1,c-1中至少有一个等于零,这样,问题就容易解决了.
于是(a-1)(b-1)(c-1)=abc-(ab+ac+bc)-1+(a+b+c)=0.
∴a-1,b-1,c-1中至少有一个等于0,即a,b,c中至少有一个等于1.
评注 不少同学会只在已知条件上下功夫,左变右变,还是不知如何证明三者中至少有一个等于1,其原因是不能把要证的结论“翻译”成数学式子,把陌生问题变为熟悉问题.因此,多练习这种“翻译”是提高转化能力的一种有效手段.
例2a、b为实数,满足a2+b2+ab=1,ab-a2-b2=t,试求t的取值范围.
动点与定点、动直线与定直线等等,都有动态和静态的特征,从静态中探求结论,为动态情形提供证明或计算的目标,促使矛盾转化,可以简化解题过程.
例3 一游泳者沿河逆游而上,于A处将携带的物品(可漂浮)遗失,在继续前游30分钟后发现物品遗失,即记得返回顺游,距A处3千米的B处追到物品,问此河水流速多少?
不妨先假设人在静水里游泳,30分钟后发现物品遗失,即刻返回追取,物品应在A处,而人回游也需30分钟,现回共用了1小时.
再考虑运动状态,由于物品是漂浮的,它顺水而下,移动了3 km,这段距离是在人来回共用去1小时内完成的,故河水的流速为3km/小时.答:略.
1.特殊化.由于特殊问题常常比较简单,并且特殊问题的解法孕育着一般问题的解决.因此,特殊化是一种常用的解题思想方法.
2.一般化.也许有人会感到:特殊问题比一般问题容易解决.但事实却并非尽然,有时一般问题的解决反会比特殊问题的解决来得简单、明快、奇妙,这是因为带有普遍规律的一般问题揭示了问题的本质属性,而在带有个别特性的特殊问题中,这种本质属性常常被个别特征所掩盖,使人不易发觉,而未能开发利用.
例4 计算3(22+1)(24+1)…(264+1)+1.
分析 此题看起来难于动笔,但只要仔细观察结构,很快发掘出隐含条件:3=22-1再逐次运用平方差公式即可.
点评 本例通过仔细观察,挖掘出隐含条件,巧妙运用了平方差公式,培养了学生的创新能力.
例5 设a、b为不相等的实数,且a2+2a-5=0,b2+2b-5=0,求a2b+ab2的值.
分析 若用常规方法,需先解一元二次方程分别求a、b的值,再代入求代数式的值.但由已知a2+2a-5=0和b2+2b-5=0的结论特征,可发现a、b是方程x2+2x-5=0的两个不相等的实数根,从而转化成一元二次方程根与系数的关系,很容易求得a2b+ab2的值.
点评 本题的关键是将a,b转化成x2+2x-5=0的两个实数根,将末知的问题向已知转化,达到能用熟悉的知识和方法解决末知问题的目的.
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1008-0333(2017)08-0054-01