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當前,數學思想和數學思想方法多種多樣。一個好的數學思想能輕松的解決生活中的實際問題,一種好的數學思想方法能便捷的使我們學習理解一個數學思想。本篇論文主要論述分類討論思想和一次函數及分類討論思想在一次函數中的應用。目前國內外論述分類討論思想在一次函數中的應用的論文不勝枚舉,大多都是從函數的概念、性質、圖像、實際應用和解題需求這五個方面分類。首先,分類討論思想是基本數學思想方法之一。它是一種解決生活中的實際問題的邏輯方法。合理地使用分類討論思想,我們可以使繁瑣的問題簡單化,使解決問題的思路更有條理。分類討論思想在教學中的應用實際就是“化整為零,各個擊破”的教學策略。這也是為什么教材每個章節需要分各個小節。同時,分類討論思想應用到數學教學中,有助于提高學生的邏輯性、條理性、概括性,對于培養學生嚴謹的科學態度和邏輯的數學思維有重要意義。使學生掌握分類討論的思想方法有助于提高學生解題能力和分析問題的效績。其次,一次函數是重要的幾類函數之一,合理的利用好一次函數可以便捷的解決生產和生活中的諸多問題。近年來的考綱都有應用書本知識解決實際問題的考點,諸如成本最小化、經濟效益最大化、方案最優化等等。可見掌握函數思想的重要性,因此學生應該學好一次函數。最后,學習一次函數常用到分類討論的思想方法。分類討論思想應用到一次函數中使教學思路更有條理,教學方案更清晰明了。
一、淺談分類討論思想
(一)分類討論思想的起源
大家都知道數學思想方法的兩大源頭分別是中國的《九章算術》和古希臘的《幾何原本》。隨著古今學者的研究發展,數學思想方法已經出現了很多種。分類討論思想方法就是眾多的基本數學思想方法之一。
分類現象自古就存在。遠古時期,人們收集到的食物會分類保存。能長時間保存的和不能長時間保存的、可以播種的和不能播種的植物,能圈養和不能圈養的動物。一個狩獵團體根據體質差異也有分工,行動敏捷的成員負責吸引獵物的注意力,身體壯實的負責對獵物造成傷害,臂力大的負責投擲標槍等等。現在分類現象隨處可見,各種各樣的職業共同推動社會發展,大小不一的零件使機器正常運行。正是因為分類思想,人們有條理的生活著,避免了很多的差錯與混亂現象。分類思想是古老文明的基本思想。
司馬遷編撰的《史記》 [1]卷六十五《孫子吳起列傳第五》曾記載“田忌賽馬”的故事,齊王與田忌賽馬,雙方按馬的速度將馬分為三等,齊王同等次的馬的速度均高于田忌。田忌將馬出場次序換位以下等馬對齊王的上等馬,以上等馬對齊王的中等馬,以中等馬對齊王的下等馬贏得比賽。田忌這種根據對方的馬出場次序而相應的對自己的馬出場次序作出調整的思想方法就是分類討論思想。正是因為這一思想,田忌巧妙地贏得了比賽的勝利。為古代人的智慧史添上了絢麗的一筆。通過這個事例我們知道分類討論思想的重要性,分類討論思想其實與我們的生活息息相關。
現在已經有很多的學者專家都有總結分類思想的含義,在《數學思想方法教學研究導論》的第253頁指出:“分類是基本的邏輯方法之一,數學中的分類是按照數學對象的相同點和差異點,將數學對象區分為不同種類的思想方法。分類以比較為基礎,通過比較識別出數學對象之間的異同點,然后根據相同點將數學對象歸并為較大的類,根據差異點將數學對象劃分為較小的類,從而將數學對象區分為具有一定從屬關系的等級系統。”
隨著數學的發展,分類討論思想方法逐漸演化成數學思想方法的主要思想方法之一。同時,也正使得數學這門學科使得分類思想方法更加地深化與細化。如今,分類討論思想方法已經是中高考試中的常考點。
(二)分類討論思想的概念界定
我們先了解分類討論思想的漢語釋義。“分類”一詞在辭海中的釋義為根據事物的特點分別歸類。“討論”一詞在辭海中的釋義為就某一問題進行商量或辯論。“思想”一詞在辭海中指思維活動的結果,屬于理性認識。從分類討論思想的漢語釋義可以知道分類討論思想先分別歸類再逐一商量討論。
分類思想和分類討論有什么區別與聯系呢?按從屬關系劃分,分類討論是一個種概念,分類思想是一個屬概念。分類思想并不專屬于數學領域,它是人們早期認識世界面貌、改善生活條件的一種思維形態,即把復雜的事物依據其種類、性質或品級進行劃分或歸類。分類討論是分類思想實際應用的一種具體形式,它要求把事物進行劃分歸類,把分類的若干個種類進行逐一的研究討論,最后把分類的若干討論結果歸納總結。
在數學領域各學者對于分類討論思想方法的概念界定幾乎大同小異,對于分類討論思想方法的概念幾乎不存在爭議。顧泠沅教授所著的《數學思想方法》有提到分類討論這一思想方法。在解答某些數學問題時,有時會遇到多種情況,需要對各種情況加以分類,并逐類求解,然后綜合得解,這就是分類討論思想,同時也是一種重要的解題策略,它體現化整為零、集零為整的思想與歸類整理的方法。有關分類討論思想的數學問題具有明顯的邏輯性、綜合性、探索性,能訓練人的思維條理性和概括性,有關分類討論思想的數學問題是比較繁瑣復雜的,通常安排在解答題板塊,所占分值比較高。所以在高考試題中占有重要的位置。
(三)分類討論思想的分類原則與方法
分類討論思想的分類原則:(1)所要分類的對象必須是確定的(2)分類出的各級內容必須是完整的,不能犯遺漏某一級這種錯誤(3)應該按同一標準分類(4)各個集域應當是互斥的,不出現重復的集域(5)分類必須逐級進行,不能越級分類。分類討論思想的分類方法:明確分類討論的對象,確定對象的所有內容,明_分類的標準,將對象正確進行分類;逐級進行討論,獲取階段性結果,歸納小結,綜合結論。
三、分類討論思想在一次函數中的應用
分類討論思想在一次函數中的應用主要體現在一次函數的概念、性質、圖像與實際應用這幾個方面。
(一)分類討論思想在一次函數概念方面的應用
如何來辨別一個函數關系是不是一次函數?前面已經給出了一次函數的概念。一般地。形如y=kx+b(k,b是常數,k≠0)的函數,叫做一次函數(linear function).當y=kx+b中的k是變量或者x的指數是變量時,該變量取不同的值會有不同的結果,因此就需要是用分類討論的思想方法逐一討論。
那么我們來看這道例題:
例4 已知函數y=(m-5)x2m-1+3x-1,當m為何值時,該函數是一次函數?
分析:根據函數概念,本題應該分為三種情況討論:當m-5=0時,函數是一次函數;當2m-1=1時,函數是一次函數;當2m-1=0時,函數是一次函數。綜上所述,m=5或1或 。
(二)分類討論思想在一次函數性質方面的應用
我們已經知道一次函數具有單調增減性,一次函數的增減性在生活中經常用到。一次函數要么遞增要么遞減,因此又是也需要用到分類討論思想。
例5 一次函數y=kx+b,當2≤ x ≤ 4時,10≤ y ≤ 14。求的值。
分析:此題中一次函數的單調性尚不明確,因此需要分為兩種情況討論:
當函數單調遞增時,即當x=5時,y=10,當x=4時,y=14,因此k=2, b=6
故=3,當函數是單調遞減時,即當x=2時,y=14,當x=4時,y=10,因此k=-2, b=18故=-9。
(三)分類討論在一次函數圖像位置方面的應用
如果一次函數y=kx+b中的k或b不明確那么一次函數圖像在平面直角坐標系中的位置也將不明確,因此很多時候需要用到分類討論思想來解決相關問題。
例6 已知正比例函數y=x和一次函數y=kx+2的函數圖像與x軸圍成了一個面積為1的三角形,求一次函數的解析式。
分析:此題中一次函數的斜率并不明確,因此函數圖像的位置需要分為兩類。因為已經知道兩個函數圖像與x軸圍成的三角形面積是1,且一次函數經過定點(0,2)根據斜率將一次函數分為遞增和遞減兩類:當一次函數單調遞增時,一次函數經過x軸上的點A(-1,0),一次函數解析式為y=2x+2;當一次函數單調遞減時,一次函數經過x軸上的點E(2,0),一次函數的解析式為y=-x+2。所以總結兩類討論,一次函數的解析式為y=2x+2或y=1x+2。作圖如圖3.1和圖3.2。
(四)分類討論在一次函數實際問題方面的應用
一次函數應用到實際問題中已經是常考點,這使數學更貼近生活,培養學生靈活運用知識的能力。而在一些典型題型中常需要用到分類討論思想。
例7 小明準備換電話卡,現在他已經了解了兩種電話卡的套餐。A卡套餐為每月通話不超過100分鐘,則按每分鐘0.2元收費,若每月通話大于100分鐘則超出時長按每分鐘0.16元收費;B卡套餐為每月通話不超過200分鐘按每分鐘0.2元收費,若每月通話超過200分鐘超出時長則按每分鐘0.12元收費。如果小明每月通話 分鐘,請問他該如何選擇套餐最劃算?
分析:此題尚不明確小明每月通話時長,因此需要分三種情況討論:
當0≤ x ≤ 100時,顯然兩種卡消費一樣。
當100≤ x ≤ 200時,A卡有優惠,B卡無優惠,因此選擇A卡。
當x>200時,設A、B兩卡消費分別為y1、y2。A卡消費為y1=0.16x+20,B卡消費為y2=0.12x+40,當y1=y2時,x=500因此又需要分三種情況討論:當x=500時,A、B兩卡消費一樣,當200500時,y1>y2選B卡更劃算。
分類討論思想這是數學基本思想方法之一。學生熟練掌握了這一思想方法,將更有邏輯有條理的分析處理問題。一次函數是最基本的函數,它對于解決實際生活生產需要有重要意義。教師在教學一次函數時應當科學的選取適當的教W方法,務必是學生理解掌握一次函數,并將其遷移到實際問題中去。
參考文獻:
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[6]姬梁飛,科教文匯,論分類討論思想方法,2017.
一、符號表述與換元的思想王鵬方法
符號表述是數學語言的重要特色,它能使數學思維過程更加概括、簡明.一句復雜的數學語言在用數學符號來表述時,讓人一看就明白.如“甲乙兩數和的三倍與它們差的兩倍的差”可簡單記為“3(x+y)-2(x-y)”,可見符號表述反映了數學思維的概括性和簡潔性.初一學生所學習的數學知識剛剛從數過渡到式,用字母代替數的過程是從感性認識到理性認識的轉化過程.列代數式、求代數式的值是換元思想方法的初始時期,由此開始,換元的思想方法便貫穿在整個中學數學教學過程中,如在方程、方程組、不等式教學中,都可強化對“元”的認識,滲透換元的思想方法.
二、化歸的思想方法
化歸,就是把問題進行適當的變換,將其轉化為已經解決或者比較容易解決問題的思想方法.這種方法的關鍵在于尋找待求問題與已有知識結構的邏輯關系.中學數學處處都體現出化歸的思想,如化繁為簡、化難為易,化未知為己知,化高次為低次等,它是解決問題的一種最基本的思想.在具體內容上,有加法與減法的轉化,乘法與除法的轉化,乘方與開方的轉化,以及添加輔助線等都是實現轉化的具體手段.因此,在教學中首先要讓學生認識到,常用的很多數學方法實質上就是轉化的方法,從而確信轉化是可能的,而且是必須的.其次要結合具體教學內容進行有意識的訓練,使學生掌握這一具有重大價值的思想方法.在具體教學過程中設出問題讓學生去觀察,探索轉化的路子.例如在求解分式方程時,運用化歸的方法,將分式方程轉化為整式方程,進而求得分式方程的解,又如求解二元一次方程組時的“消元”,解一元二次方程時的“降次”都是化歸的具體體現.
三、數形結合的思想方法
著名數學家華羅庚說過:“數與形,本是相倚依,焉能分作兩邊飛……”.數形結合的思想,可以使學生從不同的側面理解問題,加深對問題的認識,提供解決問題的方法,有利于培養學生將實際問題轉化為數學問題的能力.
1.用“數”解“形”,利用數解決圖形的問題
利用數形結合思想解題時,常用代數知識去解決圖形問題.這時,應利用代數知識的運算法則或固定的數量關系圖分析圖形中的量,找到各個量之間的數量關系,進而明確圖形特征.對相反數、絕對值的概念、有理數的大小比較、函數等知識的學習時,充分利用了數形結合的思想,很大程度上減輕了學生學習這些知識的難度,更加便于對知識的理解.
2.以“形”示“數”,用形解決數的問題
對于一些較抽象的代數問題,我們常利用已知信息去構造與之相應的圖形,根據圖形特征來找到代數問題的答案.
例如若m,n(m
分析本題從方程的角度求解,難度較大,將其轉化為求函數y1=1和y2=(x-a)(x-b)圖象交點的橫坐標,即:利用函數圖象求解方程組.
解函數圖象如圖1.
所以,m,n,a,b 的大小關系是 m
3.“數”“形”結合
“數”“形”結合是指在一些問題中不僅僅只是以“數”解“形”,或以“形”示“數”,而是需要“數”“形”互變,既要由“數”的嚴密聯系到直觀的“形”,還要由直觀的“形”聯系到“數”的嚴密,這類問題在解決過程中常需要同時從已知和未知條件入手,分析其中的聯系,找到“數”“形”的內在聯系,這方面的運用在解析幾何中較常見.例如:如在學習完全平方公式:(a±b)2=a2±2ab+b2時,我們可構造出他們的直觀模型,通過“數”與“式”之間的對比來驗證、理解,從而讓學生掌握公式.因此數形結合能夠更直觀、更形象地實現已知與未知之間的轉化,充分體現解題的技巧性.
四、類比的思想方法
類比是最有創造性的一種思想方法,它是根據兩個或兩類對象之間有部分屬性相同,從而推出它們的某種屬性也相同的推理形式.類比不僅是思維的一種重要形式,而且是引入新概念的一種重要方法.例如,分式基本性質的引入是通過具體例子引導學生回憶小學數學中分數通分、約分的根據――分數的基本性質,再用類比的方法得出分式的基本性質.
五、分類的思想方法
中學數學分代數部分和幾何部分兩大類,采用不同方法進行研究,就是分類思想的體現;從具體內容上看,初中數學中實數的分類,式的分類,三角形的分類,方程的分類,函數的分類等等,也是分類思想的具體體現.對學習內容進行分類,降低了學習難度,增強了學習的針對性,在教學需要時啟發學生按不同的情況去對同一對象進行分類,幫助他們掌握好分類的方法原則,形成分類的思想.在初中數學中,分類討論的問題主要表現三個方面:(1)有的概念、定理的論證包含多種情況,這類問題需要分類討論,如幾何中三角形的分類、四邊形的分類、角的分類、圓周角定理等的證明,都涉及到分類討論.(2)解含字母系數或絕對值符號的方程、不等式,討論算術根,正比例和反比例函數中的比例系數,二次函數中二次項系數a與圖象的開口方向等,由于這些系數的取值不同或要去掉絕對值符號就有不同的結果,這類問題需要分類討論.(3)有的數學問題,雖然結論唯一,但導致這結論的前提不盡相同,這類問題也要分類討論.分類時要注意①標準相同;②不重不漏;③分類討論應當逐級進行,不能越級.
王云冰
(揚中新壩中學,江蘇 鎮江 212211)
摘 要:數學思想來源于數學基礎知識及常用的數學方法, 在運用數學基礎知識及方法處理數學問題時,具有指導性的地位。數學思想方法是數學教學的核心,是數學素養的重要內容之一,學生只有掌握了數學思想方法,才能有效地應用知識,形成能力,培養數學思維。所以在平時的教學中,應注重數學思想方法的滲透。
關鍵詞:高中數學;思想方法;輸血思維
一、分類討論思想方法
例1 已知 ,函數 ,試解關于 的不等式
[分析] 當 時,函數 是關于 的一次函數, 即 ,
為關于 一次不等式,解得
當 時,函數 是關于 的二次函數, 即 ,為關于 二次不等式,繼續對 討論
若 時,不等式化為 ,解得
若 時,不等式化為 ,解得
[小結] 分類討論要做到“不重不漏”,考慮問題要周到縝密,對相關知識點涉及的概念、定理、結論成立的條件要牢固把握,這樣才能在解題時思路清晰,才知道何時必須經行分類討論,而何時無需討論,從而可以知道怎樣討論。
例2 設等比數列 的公比為 ,前 項和 ,求 的取值范圍。
[分析] 為等比數列,且前 項和 ,
,且
當 時, ;
當 時, ,即
上式等價于 或 所以 或
綜上
[小結] 在應用等比數列前 項和的公式時,要注意公式分為 和 兩種情況,本題正是分類討論中運用定義、概念和性質是分類給出的體現,注意條件是否滿足,要逐個驗證,分類討論。
二、轉化與化歸思想方法
例3 已知 ,函數 ,若對于 ,不等式 恒成立,試求實數 的取值范圍。
[分析] 對于 ,不等式 恒成立,
可化為 ,對于 恒成立,
所以 ,解得
[小結] 本題利用主元與參變量的關系,視參變量 為主元(即變量與主元的角色換位),將關于 的不等式轉化為關于 的不等式,從而將問題化為熟悉的,簡單的問題,是典型的轉化與化歸思想方法。
例4 設數列 中 ,試求通項公式
[分析] 用 代替 ,把數列遞推關系進行變形,化為熟悉的問題來解決。
令 ,則
代入遞推關系得 ,即
令 則 ,
故 ,
故
[小結] 本題采用換元的方法,把關于數列 的遞推式化為數列 遞推式,再構造數列 ,求出 的通項公式,從而求出 ,利用構造法將不熟悉的問題轉化為熟悉的問題解決,是轉化與化歸思想方法的運用
三、函數與方程思想方法
例5 方程 有解,求實數 的范圍。
[分析] 先分離參數 ,再構造函數 ,
關鍵詞: 中學數學教學 數學思想方法 教學策略
一、數學思想方法的內涵、重要性及中學數學中常用思想方法
1.內涵。
數學思想是對數學知識的本質認識,是對數學規律的理性認識,是人們認識、理解、掌握數學的意識,是在一定的數學知識、方法的基礎上形成的,是數學方法的靈魂,并指導方法的運用。數學思想和數學方法同屬于數學方法論的范疇,它們有時是等同的,并沒有明顯的界限,基于它們的這種關系,在中學數學中把它們統稱為數學思想方法。
2.重要性。
數學思想方法是數學的靈魂,是數學知識內容的精髓,是溝通數學各分支、各部分的紐帶,是知識轉化為能力的橋梁,是進行數學創造的源泉,也是數學教育價值的根本所在。為此,重視數學思想方法的教學極其重要,能幫助學生更好地確立數學思想方法的意識,學會運用數學思想方法處理數學問題,能起到很好的啟迪作用,提高個體思維品質和數學能力,是培養創新型人才的基礎,也是數學素養的重要內涵之一。
3.中學數學中主要的數學思想方法。
用字母代替數、函數與方程、數形結合、數學模型、分析與綜合等思想方法是中學數學中比較基本、重要的數學思想方法。
二、中學數學思想方法教學中存在的問題
1.重知識記憶,輕思想指引。
表現為偏重于概念、定理和公式的死記硬背,忽視對知識形成或背景的表現。重視對數學內容的講解,忽視數學思想方法的歸納提高。在數學復習時,缺乏對數學思想方法的系統指導和點撥。例如:講解三角函數誘導公式時,在黑板上羅列出所有誘導公式,讓學生記憶,而不對推導加以論證或說明。這種讓學生死記硬背的方法,只會加重學生的記憶負擔,卻沒有教給學生合理的思考方法,導致學生只能機械模仿。其實這節課教師只需強調兩個字:畫圖,引導學生用數形結合思想解決這個問題,在圖形的基礎上根據三角函數的定義便可得出誘導公式。這樣即使日后學生忘了誘導公式,也還是能通過數形結合的方法獲得。
2.重結論獲取,輕過程探索。
表現為在定理和公式的教學中,只注重定理和公式的證明過程,忽視定理和公式的探索發現過程。在例題、習題的教學中只看重解題結果的正誤,忽視解題方法的探索,少考慮所運用數學方法的合理性。例如:“兩角和與差的正弦、余弦、正切”一課中兩角和的余弦公式的推導,其思路是:運用兩點間的距離公式,把兩角和的余弦cos(α+β)用α、β的三角函數表示。大部分老師都是按教材中的這種方法推導出余弦公式的,這種重公式證明過程的教學,結果使得學生只知道公式的推導過程,可為什么要構造出距離等式呢?對此學生感到難以理解,其實這就是因為教師在教學中忽視了公式的探索發現過程。
3.重題型的套路,輕思想方法的歸納和提高。
表現為把注意力集中在題型套路及一招一式的總結,忙于套題型、按規定步驟訓練求解,忽視數學思想方法的升華和提高,數學方法的概括和總結;注重個別、特殊的技巧,忽視通性通法的運用。例如:證明立體幾何相關問題時,只強調記住定理,抓住定理中的條件,而忽視轉化化歸思想在其間的運用。立體幾何中相關問題的解決就是轉化化歸思想,將面、面關系轉化為線、面關系,再轉化為線、線關系,從而通過解決線、線關系解決問題。
三、數學教學中突出數學思想方法的教學策略
1.制定教學目標時,重視數學思想方法的教學要求。
教學中應掌握如下兩點:
①明確教材中的數學思想方法。數學思想方法是隱性的本質的知識內容,它是前人探索數學過程的積累,但教材對完美演繹形式的追求往往掩蓋了內在的思想方法,因此一定要深入分析教材才能明確教材內在的思想方法。如,平行線分線段成比例定理一課,用面積法給出該定理的證明,把線段比轉換為面積比,這里就蘊涵了由未知化為已知的轉化化歸思想方法。
②明確教材中的數學思想方法是屬于哪個層次的要求。中學教材中數學思想方法很多,有些思想方法是很重要很基本的,運用其分析、處理和解決數學問題的機會比較多,而有些思想方法出現的頻率很小,也就是說數學思想方法有輕重之分。故在制定教學目標前要明確數學思想方法屬于哪個層次的要求,是了解、理解、掌握,還是靈活運用。具體屬于哪個層次要求就要看該思想方法在這節課中的重要性和對以后學習影響的大小而定。如一元一次方程的應用一課,方程思想要求在了解感受層次上,而等差(或等比)數列的通項公式或前n項和公式一課,方程思想要求在運用層次。
只有明確了以上兩點才能更準確更全面地把數學思想方法真正體現在教學目標要求上,從而為更好地設計教學奠定基礎。
2.教學時,重視知識形成過程中數學思想方法的訓練。
數學思想方法蘊含于數學知識中,沒有脫離數學知識的數學思想方法,也沒有不包括數學思想方法的數學知識。
①在概念教學中,由于概念是抽象、枯燥、難于記憶的,這就要求教師要向學生提供豐富、典型、正確、直觀的背景材料,引導學生對其進行分析、綜合、比較、分類、抽象、概括、系統化、具體化,使學生弄懂概念的涵義,搞清與相關概念的區別和聯系。有時也可借助圖形理解概念,因為圖形是形象直觀的,將概念與圖形之間建立對應關系,使學生想到概念就能在頭腦中出現相應的圖形,看到圖形就能聯系其學過的概念,這樣必然會使概念更容易理解、記憶,也使運用概念解決實際問題更便捷。如,講橢圓概念時,可用實物教具讓學生觀察橢圓的作圖過程,然后把實物模型化為數學圖形,通過觀察、分析圖形概括出橢圓的定義,這里觀察、分析、模型、數形結合等數學思想方法都得到了訓練。
②對于規律(定理、公式、法則等),要重視其發生過程的教學,教師應善于引導學生通過感悟的直觀背景材料或已有的知識發現規律,不過早地給結論,弄清過程,充分向學生展現自己是怎樣思考的,使學生領悟其中的思想方法。例如,正弦定理的教學中,結合圖形推導出正弦定理的公式,訓練學生數形結合的思想方法。
總之,在教學過程的每一個環節都要有意識地引導,抓住每一個訓練數學思想方法的好機會,學生才能逐漸步入數學思想方法的自由王國。
3.知識應用時,重視數學思想方法的揭示和提煉。
教學的目的是授學生以“漁”而非“魚”,所以教學中要重視數學思想方法的揭示和提煉。例如,用配方法求函數最值時,提煉出轉化化歸思想。其實用配方法求最值,只要掌握會求二次項系數為1最值就行了,其余運用配方法求最值問題都可化歸為求二次項系數為1的最值。如求-2x■+4x+1的最值可通過提取-2把它轉化為求x■-2x-■的最值。學生只要掌握了這種化歸的數學思想方法,不論題目怎么千變萬化都能迎刃而解。
4.小結復習時,重視數學思想方法的系統歸納。
同一內容往往蘊含不同的數學思想方法,同一思想方法常常分布在許多不同的知識點中,因此要利用小結復習歸納出數學思想方法的系統。系統歸納可從兩個方面進行。
①歸納某一部分知識蘊涵了哪些數學思想方法
如:解不等式■
方法(一)用代數方法中的轉換化歸求解。要使■有意義,必須有1-x■≥0即-1≤x≤1,當-1≤x≤1時,x+1≥0.又因為x=-1時,■=0,所以x≠-1,即-10,故(■)■>(x+1)■,化解得x(x+1)
圖3
方法(二)用數形結合轉化為半圓與直線的位置關系。令f(x)=■,g(x)=1+x.如圖3可知當-1
②歸納某一數學思想方法分布在哪些知識點中
分類討論思想方法是中學數學思想方法中比較重要的數學思想方法它可以分布在如下幾個知識點中:因概念分段定義引起的分類討論;因公式分段表達引起的分類討論;因所實施的運算引起的分類討論;因圖形位置不確定引起的分類討論;因圖形的形狀不同引起的分類討論;因字母系數參與引起的分類討論;因條件不唯一引起的分類討論。
概括數學思想方法可以加強學生對數學思想方法的運用意識,也使其對運用數學思想解決問題的具體操作方式有更深刻的了解,有利于強化所學知識,形成獨立分析、解決問題的能力。如:對立體幾何內容的復習時,對其轉化的思想方法進行整理和小結:把“高維”轉化為“低維”(常通過截、展、平移、旋轉、降維);把“一般形體”轉化為“特殊形體”(常通過分解或擴充以特殊化、熟悉化);把“幾何結論”轉化為“代數、三角目標”(常通過幾何圖形數量化及引入相應目標以代數化、三角化)。進一步明確立體幾何中的轉化思想和策略,還可對立體幾何中的概念類比、結論類比、方法類比的小結,歸納出立體幾何中的類比思想方法。
總之,數學教學是數學活動的教學,我們要在整個數學活動中展現數學思想方法,減少盲目性和隨意性,從使學生掌握知識,形成能力和良好思維品質的全方位要求出發,精心設計一堂課的各個環節。
參考文獻:
[1]徐有標,劉治平.高考中的數學思想方法,2003:1.
一、初中數學思想方法在解題中的應用
在整個初中數學教學中蘊含多種數學思想方法,但最基本的數學思想方法是數形結合的思想方法、分類討論思想方法、化歸轉化的思想方法、函數的思想方法,能掌握好這些基本思想方法,就相當于抓住了初中數學知識的靈魂。下面就以上四種方法分別加以舉例說明。
1.數形結合的思想方法
所謂數形結合思想就是在研究問題時把數和形結合考慮,或者把問題的數量關系轉化為圖形的性質,或者把圖形的性質轉化為數量關系,以達到使復雜問題簡單化,抽象問題具體化。數形結合是一種重要的數學思想方法,其應用廣泛,靈活巧妙。我國著名數學家華羅庚曾說過:“數缺形時少直觀,形無數時難入微。”就是對數形結合思想方法的作用進行了高度的概括。在數學教學中,許多定律、定理及公式等常可以用圖形來描述。如勾股定理、平方差公式等都是通過幾何圖形來得到的結論。利用圖形的直觀,可以由抽象變具體,模糊變清晰,使數學問題的難度下降,從而可以從圖形中找到有創意的解題思路。
2.分類討論的思想方法
分類討論的思想方法是根據數學對象的本質屬性的相同點和不同點,將數學對象分為不同種類的一種數學思想。在初中數學中常見的需分類討論的知識點有:絕對值,一元二次方程根的情況,簡單的分段函數,已知等腰三角形的一個內(外)角或兩邊,已知直角三角形的兩邊,未明確對應關系的全等或相似,點在圓的優弧或劣弧上,在平面直角坐標系中已知兩點構建等腰三角形或直角三角形等。
掌握分類討論思想,有助于提高學生理解知識、梳理知識和掌握新知識的能力。對數學內容進行分類,可以降低學習數學的難度,增強學生學習的針對性,因此在教學中應啟發并引導學生按不同的情況去對同一對象進行分類,幫助他們掌握好分類的方法原則,形成分類討論的思想方法。
3.化歸轉換的思想方法
化歸,指的是轉化與歸結。即把數學中待解決或未解決的問題,通過觀察、分析、聯想、類比等思維過程,選擇恰當的方法進行變換、轉化,歸結到某個或某些已經解決或比較容易解決的問題上,從而最終解決原問題的一種思想。數學問題的解決過程其實就是一系列轉化的過程,初中數學處處都體現出化歸轉換的思想方法。如代數式的求值中的未知向已知轉化;多元向一元的轉化;數與形的轉化;分式方程化為整式方程;高次方程向低次方程的轉化;四邊形問題轉化為三角形問題等。而實現這種轉化的常用方法有:待定系數法、配方法、整體代入法等。例如:已知a-b=2,b-c=1,求代數式a2+b2+c2-ab-bc-ca 的值。觀察此題,
要求出此代數式的值很容易聯想到兩數差的平方公式,因此可將代數式進行擴大2倍并配方,變換出(a-b)2,(b-c)2,(a-c)2 的形式,而根據題目條件易求出a-c=3,故代
數式a2+b2+c2-ab-bc-ca= 1/2 ×[(a-b)2+(ac)2,(b-c)2]=1/2×[22+22+12]=7。
因此,我們在數學教學中,首先要讓學生看到常用的很多數學方法的實質就是轉化的方法,其目的就是把未知的量向已知的量轉化,復雜的問題向簡單的問題轉化,從而在其腦海中樹立化歸轉化的思想方法;其次結合具體的教學內容進行有針對性的訓練,使學生掌握這一具有重大價值的思想方法。
4.函數的思想方法
函數思想的本質是變量與變量之間的對應關系。華東師大版教材把函數思想已經滲透到初一、二教材的各個內容之中。如根據不同的值求代數式的值、銳角三角函數等,因此,我們在教學中要有意識地滲透函數的思想方法。例如某市的最后一題選擇題:若關于x 的一元二次方程ax2+2x-5=0 的兩根中有且僅有一根在0 與1 之間(不含0 和1),則a 的取值范圍是()
A.a3C.a-3
首先關于x 的一元二次方程ax2+2x-5=0 有不同兩根,則a≠0,Δ>0,解得a>-15且a≠0,觀察和四個答案沒有太大的聯系,故必須從另一個角度去考慮此題,細看條件,此方程的兩根中有且僅有一根在0 與1之間,故想到了函數的思想,可把方程ax2+2x-5=0 轉換為函數y=ax2+2x-5,當x=0,則y=-5