孙 硕
(江苏省射阳县第二中学,江苏 盐城 224300)
正难则反思想在高中数学解题中的应用
孙 硕
(江苏省射阳县第二中学,江苏 盐城 224300)
古有孙子兵法中的欲擒故纵,现有数学求解中的正难则反,这两者有着异曲同工之妙.纵观高中数学知识点,正难则反思想涵盖以下几个知识点:(1)集合求解中的补集思想;(2)概率计算中的对立事件;(3)数学证明中的反证法思想.在本文中,我们将结合实际习题,对正难则反思想在高中数学解题中的应用进行讨论.
高中数学;正难则反;数学思想
集合问题考查的是学生的逻辑思维能力,需要学生对需要计算的集合模型具有清晰的思路.对于某些集合问题,从正面求解往往极其复杂,思路不明朗,需要考虑很多影响因素,且极容易出错.此时,我们不妨使用补集的思想,通过补集反演出欲求的结论,实现简化求解的目标.
例1 已知集合A={x|x2-4mx+2m+6=0},集合B={x|x<0},若是A∩B≠∅是假命题,试求m的取值范围.
思路分析由A∩B≠∅可知,集合A中至少有一个正根,由于存在x与m两个未知数,若是细分较为繁琐.此时,不妨利用正难则反的思想,利用原命题补集进行求解,即是关系式A∩B=∅,则集合A只有无根和有两个非负根这两种情况,较为容易分析.
在事件判断时,若事件A成立时存在多种情况,难以进行分析计算.此时,可以尝试利用其对立事件进行判断.尤其是碰到至多、至少、唯一、无限等词眼时,需要机智想到正难则反思想在对立事件中的运用.如果正向判断存在多种可能时,即可从其对立事件出发,转换一下思维角度,从提问或设问的对立事件入手.值得注意的是,在给出最终结论时,必须注意将原事件与对立事件进行转换,切忌功亏一篑.
例2 已知事件A:关于x的方程x2+4ax-4a+3=0、x2+(a-1)x+a2=0、x2+2ax-2a=0中至少有一个方程有实数根,若事件A成立,求实数a的取值范围.
思路分析将上述例题中至少有一个方程有实数根的命题视为原命题,则从原命题角度出发,上述三个方程至少存在一个方程存在实数根的情况存在多种可能性,几乎难以一一分析.此时,我们可以利用正难则反思想,从其对立事件考虑,即上述方程均无实数根,再求实数a的取值范围.
根据正难则反的原理,当从正向求证过于困难时,或者正向求证存在多种讨论情况时,我们即可从反证中寻求思路突破.反证法不仅是运用在几何知识中,在代数证明中也较为常见.如能运用得当,对简化求解过程、提高求解准确率作用显著.
思路分析本题求证存在无穷多项为无理数,若是从正向求证,我们难以一一罗列出所有的无理数.且就算可以描述无理数,也必然需要大量的文字描述,违背了数学训练的初衷.对此,我们不妨从反证法的角度,假设数列{an}的项都是有理数,并推出矛盾即可得证.
总之,正难则反的思想是一种极其重要的数学思想,是一种出奇制胜的秘密武器.在高中数学解题中,正难则反思想有着广泛的运用,在函数、方程、数列、几何等知识点中均有其身影.本文仅仅从三个极小的训练题对正难则反思想进行讨论,欲将其渗透到学生解题思维中,还需要一线教师更多的努力.
[1]周庆东.正难则反——谈逆向思维带来的启迪[J].高中数理化,2017(Z2).
[2]张金华.正难则反——巧用补集思想解题[J].高中数理化,2007(03).
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1008-0333(2017)22-0032-02
孙硕(1976.08- )男,江苏盐城人,本科学历,中学一级教师,主要从事高中数学教学与研究.
责任编辑:杨惠民]