在思考中学会思考

2019-09-05 11:15南二七
新高考·高二数学 2019年2期
关键词:对称轴图式开口

南二七

我们经常会困惑,为什么老师在解决问题时往往如行云流水一样自然,到了自己就变得磕磕绊绊、步履维艰;为什么身边的同学在解题时总会有一些奇思妙想、有如神助,而我们却总感力不从心.要说我们不会思考吧,数学中常用的思考方法我们也能头头是道说上若干,比如观察法、归纳法、逆向法、演绎法等等,可是一旦用它们“上阵杀敌”,却又觉得“无用武之地”,

实际上这是一种假象,一种心理作用,数学的思考确实有很多规律可循,基本方法也有很多,但是我们该怎样做才能牵住数学思考的“鼻子”,让这些规律、方法为己所用呢?今天就让我们一起在问题的思考中学习如何思考吧.

一、打铁先要自身硬

其实如何解题,如何思考,这项研究由来已久,目前最受推崇的做法是来自美国的数学家波利亚,其经典的做法是当我们拿到一个问题,常问自己以下几个问题:

“已知是什么?”

“要证(求)什么?”

“见过类似的问题吗?”

“可否将问题换一种说法?”

我们通常使用这些问题来启发自己寻找到解题的思路.可能有些同学也曾做过类似的尝试,不过效果却因人而异,因时而异.有时这样做成功了,有时却一筹莫展,有时别人成功了,能看到我们看不到的条件,想到我们想不到的方法.这时好时坏的,问题的关键在哪里呢?

实际上,要想取得好的效果,我们就必须在平时的练习中做好积累工作,尽可能地将问题归类,并将解决问题的方法用图式进行整理记忆,形成固定的基本模式,这就是我所指的“硬功夫”.当我们遇到一个问题时,如果我们已经有了解决问题的这个图式,就会有很大的成功率,那么这是一个怎样的图式?又怎样才能形成这样的图式?我们来看以下做法.

例1 求函数f(x)=x2-2ax-1在区间[1,3]上的最小值,

此题对同学们来说不算太难,这是因为我们已经在头脑中形成了一个图式,即依据对称轴与区间的位置关系,可分三种情况进行讨论求解,

解二次函数开口向上,对称轴x=a.

(l)当a≤1时,函数f(x)在区间[1,3]上为单调递增函数,所以f(x) min=f(1)=-2a;

(2)当a≥3时,函数f(x)在区间[1,3]上为单调递减函数,所以f(x)min=f(3)=8-6a;

(3)当l2.

变式1 求函数f(x)=x2-2x-1在区间[a,3a -2]上的最大值.

如果再用上述方法解決这一问题就会遇到大麻烦了,事实上,画出图形,发现图象开口向上,则区间端点谁离对称轴远谁的函数值兢大,因此要根据区间的中点分为两种情况讨论,

解二次函数开口向上,对称轴x =l.

可见我们一开始认识的图式并不是计算二次函数最值的图式,而只是计算开口向上的二次函数的最小值的一个图式.而且,上述问题还只是开口向上的一类,开口向下的二次函数又怎么办?这就需要我们将此问题归类,通过练习不断积累,最后形成如下的图式,从而利用这一图式来解决二次函数的最值问题,

有了这种图式在解题思考中作为思考的平台,就好像站在巨人的肩膀上,自然比别人看得远,想得深.如果我们平时的学习中能够形成若干个这样的图式,相信一定会对解题起到巨大的作用,而这一工作从高一就开始做最好,长此以往,到高三之后,同学们一定会成为解题的高手,

二、广交朋友千里行

俗话说,“一个篱笆三个桩,一个好汉三个帮”.同学们,不要以为我们在解题时一直是孤军奋战的,实际上我们有很多好朋友在等待着提供帮助.在此我要给大家隆重介绍两个重要的帮助思考的朋友,它们是“图象”和“特殊化”.当我们在解题遇到困难时,一定不要忘记呼唤它们来协助我们战胜困难.除了自身强大,一身“硬功夫”,再有个好人缘,解题想不顺利都难.

可见利用数形结合可以让解题变得直观形象,多了几分“灵气”,因为运用数形结合解题往往能直接揭示问题的本质,正如我国著名数学家华罗庚先生所说:“数缺形时少直观,形缺数时难人微.”

相比数形结合,特殊化也是我们解题时的一盏阿拉丁神灯,有着巨大的作用.数学大师希尔伯特曾说过,“在讨论数学问题时,我相信特殊化比一般化起着更为重要的作用,这种方法是克服数学困难的最重要的杠杆之一.”

同学们,通过以上的学习和思考,相信你对数学有了更为透彻的认识,也有了更系统、科学的方法,那么让我们从现在开始,不断尝试、不断积累,争做一个敢思考、会思考、乐思考的达人吧!

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