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高中数学教学中渗透转化思想

2017-11-14夏淑贞

中学生数理化·教与学 2017年11期
关键词:性质思路解决问题

夏淑贞

转化思想,是把一个繁杂问题变成另一个简单问题的思想.如果具备转化思想,学生就能灵活对待各种问题,快速找到解决问题的方案.下面就在高中数学教学中渗透转化思想谈点体会.

一、结合数学性质进行转化

有些问题,解题过程比较烦琐.如果把一个问题的性质与另一个问题的性质联系起来进行转化,问题就会变得比较简单.

例如,已知椭圆x2a2+y2b2=1(a>b>0)的左焦点为F,右顶点为A,点B在椭圆上,且BF⊥x轴,直线AB交y轴于点P.若AP=2PB,|AP|=2|PB|,那么椭圆的离心率是多少?如果应用几何方法解决这一问题,就要绘制辅助线,把几何问题变成解析几何的问题,应用解析几何的思路进行计算.学生之所以要应用这么复杂的方式计算,是由于几何和解析几何之间存在转化问题的缘故.那么,能不能找到一种既具有几何性质,又具有解析几何性质的数学性质,并应用这种性质解决问题呢?学生应用这种思路思考问题发现,向量既带方向性,又带数字性.

在解析几何的图形上,如果应用向量公式,就能快速解决问题.如图1,因为BF⊥x轴,所以xB=-c,yB=b2a.设P(0,t),可得AP=2PB,于是得(-a,t)=2(-c,b2a-t),计算得a=2c,e=c2=12.在遇到一个数学问题时,如果发现数学问题比较复杂,就要应用类比推理的思维找出问题与问题的共性.比如,学生发现几何问题和向量问题是有共性的,向量问题能更快解决问题,此时就应转化为向量问题,从而解决问题.

二、结合特殊条件进行转化

教师要引导学生结合问题的特殊条件转化问题.如果结合问题的条件,对问题进行简化处理,学生就会发现解决问题的流程更快捷.

例如,解不等式|x2-4|≤x+2.如果学生直接解题,不管是应用解不等式的方法解题,还是应用数形转化的方法解题,问题都会变得更加复杂.这道题有一个数学特征,即|x2-4|.如果将不等式两边同除以x+2,那么可将|x2-4|≤x+2转化为-x-2≤x2-4≤x+2,解-x-2≤x2-4,得x≥1或x≤-2;解x2-4≤x+2,得-2≤x≤3.也就是说,结合数学问题的特点,化解不等式,这个不等式问题就变得相对简单.计算以上不等式,可得x≥-2(公式1),1≤x≤3(公式2).不必画函数图形,学生能够轻易判断(公式1)与(公式2)的交集.该题的答案为1≤x≤3及x=-2.

有些问题,有一些特殊的特征.如果应用计算的方法简化问题,或者应用整体替换法简化问题,就能使问题变得简单.

三、结合特殊环境进行转化

有些问题,有特殊的解题环境.如果应用非常规解题思路,就能快速解决问题.在解决问题时,学生转化思路的目标,不应只是针对问题的性质、问题的特征,还应包括问题的环境.

例如,圆心在抛物线y2=2x上,且与x轴和抛物线的准线都相切的圆的方程式是().A.x2+y2-x-2y+14=0 B.x2+y2-x-2y-14=0 C.x2+y2-x-2y+1=0 D.x2+y2+x-2y+1=0 如果应用常规的解题思路,从已知条件推到答案,解题过程就会非常复杂.教师可以引导学生观察,这道题的解题环境是选择题,即它已经给了4个备选的答案,即答案的范围已经确定.利用选择题的特点,把答案代入条件,问题就会变得简单.解题过程如下:如图2,

图2设圆心为C.由题意可知,要使抛物线的准线和圆相切,那么应当|CA|=|CB|=|CF|.那么B与F应当重合,即圆应过焦点F12,0.将以上答案代入圆应过焦点F12,0这一条件,只有A符合.答案为A.

如果针对解题环境思考数学问题,学生就会发现解决问题的思路可能不止一种.当结合环境看待问题,并且转化解决问题的切入点时,学生的解题思路就会变得开阔.

总之,在面對数学问题时,教师要引导学生学会转化性质、特征、视角.当灵活应用转化思想看待问题时,学生就会发现解决问题的途径有很多,从而根据需求找到最简的解题思路.endprint

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