数学思想方法——等价转化

来源 :东方教育 | 被引量 : 0次 | 上传用户:dej0415
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
  解决数学问题时,我们常会遇到一些问题直接求解较为困难,通过观察、分析、类比、联想等思维过程选择运用恰当的数学方法进行变换,将原问题转化为一个新问题(相对来说,对自己较熟悉的问题),通过对新问题的求解,达到解决原问题的目的,这一思想方法我们称之为“化归与转化的思想方法”.转化思想的实质是揭示联系,实现转化.除极简单的数学问题外,每个数学问题的解决都是通过转化为已知的问题实现的.从这个意义上讲,解决数学问题就是从未知向已知转化的过程. 转化的思想是解决数学问题的根本思想,解题的过程实际上就是一步步转化的过程.数学中的转化比比皆是,如函数与方程的转化,未知向已知转化,数与形的转化,空间向平面的转化,正面与反面的转化等,都是转化思想的体现.我就平时遇到的一些题目进行归类、剖析.
  题型一 函数与方程的转化
  例1、已知函数
  在定义域内是增函数,则实数 m的取值范围为_______.
  解析:f(x)在定义域内为增函数即等价于
   ,对
  恒成立.
  解题回顾:
  (1)f(x)在区间(a,b)上为增函数(减函数)常转化为
  对
  恒成立(注意验证
  ) .
  (2)“恒成立”问题常可转化为最值问题,本题中采用分离参数法,问题就明朗化了.
  解析:建立如图所示的平面直角坐标系
  解题回顾:
  (1)解决向量的问题我们有三种方法:一线性运算、二向量数量积的定义 、三向量的坐标运算.本题采用第三种方法将向量的问题转化为函数的最值问题.(2)本题也体现了数与形的转化.
  例3、
  中,角A的对边长等于2,向量
  向量
  (1)求
  取得最大值时的角A的大小;
  (2)在(1)的条件下求
  面积的最大值.
  解析:
   故
  取得最大值时的角
  . .
   (2)设角A、B、C所对的边长分别为a、b、c,
  由余弦定理,得
  即
  ,当且仅当b=c=2时取等号 ,
  又
  ,当且仅当a=b=c=2时,
  的面积最大为
  .
  解题回顾:
  (1)本题中求
  的最大值转化为求关于
  的二次函数的最大值.在解题时应注意
  的取值范围即角A的范围.
  (2)为了求bc的取值范围只要将由余弦定理得到的等式转化为不等式即可 .即运用不等式
  .
  例4、若关于x的方程cos2x+4asinx+a-2=0在区间[0,π]上有两个不同的解,求实数a的取值范围.
  可知:
  解得:
  解题回顾:本题涉及多种转化,
  一是三角函数的异名化同名,三角函数转化为代数问题,
  二是方程的问题转化为函数的问题.
  题型二 未知与已知的转化
  例1、已知
  则
  解析:由已知可得
   所以把
  变形成
  点评:在三角求值中,我们一定要注意已知角与未知角的关系,实现未知与已知的转化.当然本题中也涉及三角函数名的转化.
  例2、在R上定义运算
  :
  若不等
  对任意实数x都成立,则实数a的取值范围
  解析:由定义可知
  即
  恒成立
  点评:定义信息型创新题是近年高考出现频率较高的试题之一 ,对定义信息的提取和转化是求解的关键,也是一个难点.
  例3、已知
  是定义
  在上的函数,且对任意实数
  ,恒有
  且
  的最大值为1,则满足
  的解集为_______.
  解析:解决本题的关键是对
  的理解.
  从代数的角度看:当
  时,
  ,当
  时,
  所以此函数在定义域内为增函数,
  从几何的角度看:此函数上任意两点连线的斜率均大于0,所以此函数为增函数.
  解题回顾:未知与已知的转化,方法二也体现了数与形的转化.
  例4、已知o为原点,向量
  (2) 求
  的最大值及相应x的值.
  (2) ,
  所以
  的最大值为相应的
  解题回顾:本题涉及三角函数名的转化、未知角向已知角的转化、数与形的结合、利用不等式求函数的最值等问题.
  题型三 变量与常量的转化
  例、若不等式
  对一切
  均成立,则实数 x的取值范围____.
  解析∵
   ∴
  ,
  令g(p)=
   ,则要使它对0≤p≤4均有g(p)>0,
  只要有
  ∴x>3或x<-1
  点评:在有几个变量的问题中,常常有一个变元处于主要地位,我们称之为主元,由于思维定势的影响,在解决这类问题时,我们总是紧紧抓住主元不放,这在很多情况下是正确的.但在某些特定条件下,此路往往不通,这时若能变更主元,转移变元在问题中的地位,就能使问题迎刃而解.本题中,若视x为主元来处理,既繁且易出错,实行主元的转化,使问题变成关于p的一次不等式,使问题实现了从高维向低维转化,解题简单易行.
  题型四 正面与反面的转化
  例、已知命题:
  使
  为真命题,则a的取值范围是_____.
  解析:原命题等价于
  若从反面考虑:原命题的否定为
  使
  解题回顾:
  正难则反原则:当问题正面讨论遇到困难时,可转化考虑问题的反面,设法从问题的反面去探求,使问题获解.
  题型五 空间与平面的转化
  例、如图所示,在单位正方体
  的面对角线
  上存在一点P使得
  最短,则
  的最小值_______.
  解析:将面A1AB绕轴A1A旋转到与面A1BCD1共面,如右图所示,D1A为所求最小值,最小值为.
  解题回顾:立体图形中最短路径的问题常通过图形的翻折转化到平面来解决.
  等价转化思想方法的特点具有灵活性和多样性,在应用等价转化的思想方法去解决数学问题时,没有一个固定统一的模式去进行,它可以在数与数、形与形、数与形之间进行转换;也可以在宏观上进行等价转化,如在分析和解决实际问题的过程中,普通语言向数学语言的翻译;也可以在符号系统内部实施转换,即所说的恒等变形。其中消去法、换元法、数形结合法、求值求范围等等,都体现了等价转化思想,我们更是经常在函数、方程、不等式之间进行等价转化。由于其多样性和灵活性,就需要我们合理地设计好转化的途径和方法,避免死搬硬套题型。 我有如下几点想法:1.逐步树立转化意识,遇到难题试着转换.
  2.转化应遵循五条原则:
  (1)熟悉化原则:将陌生的问题化为熟悉的问题来解决;
  (2)简单化原则:将复杂问题化为简单问题,通过对简单问题的解决,达到解决复杂问题的目的;
  (3)和谐化原则:化归问题的条件或结论,使其表现形更符合数与形的内部所表示的和谐统一的形式,或者转化命题,使其推理有利于运用某种数学方法或符合人们的思维规律;
  (4)直观化原则:将比较抽象的问题转化为比较直观的问题来解决;
  (5)正难则反原则:当问题正面讨论遇到困难时,可考虑问题的反面,设法从问题的反面去探求,使问题获解.
  3.化归的基本方法与途径:
  (1)等价转化——将原题转化为与之等价的命题;
  (2)数形结合——将问题中的数量关系(解析式)与空间形式(图形)关系互相转化,获得化归途径;
  (3)构造法——“构造”一个合适的数学模型,使问题易于解决.
  作者单位:江苏省如东马塘中学数学组
其他文献
郭志锋  1975年生于河南省滑县  郑州轻工业学院艺术设计系毕业/天津美術学院油画系进修  2017.12.1-2018.3.31韩国光州市立美术馆北京创作中心驻馆  南阳理工学院艺术设计学院任教  驻南阳、宋庄两地,从事当代艺术创作及艺术批评写作
期刊
游佳  艺术推广人、策展人、主持人  重庆商报汇融拍卖 总经理  ·天资不凡,决定人生第一阶梯的高度  ·勤奋进取,延长事业生命之线的长度  ·她广收博取,有舍有得,懂得放下,享受生活。在拍卖、艺术、养生、阅读等多个标签面前,不示斯文女子之弱气,不露粗莽无端之豪情,斯佳人也,不卑不亢,倾心绽放。  汇融拍卖于2003年由重庆商报发起设立,注册资本1千万元,在公司发展壮大的15年里,始终为客户提供好
期刊
1    海内外正在广泛流行着21世纪或千禧年等等充满魅力的言说。不过仔细想想,作为物理时间单位在全球范围内普遍使用的“世纪”这个时间概念,毋庸讳言也就是全球化的具体表象之一。从这一点重新考虑时间意识,对直到本世纪初才接受并使用这西方时间概念的亚洲人民而言,“世纪”的变化似乎其意义不像西方人那么大,随即有关“21世纪”的争论也难免有所牵强附会的嫌疑。  其实,简单地回顾历史,所谓的“20世纪”并不
期刊
孙乐石  1988年出生于黑龙江省安达市,2012年毕业于上海戏剧学院。中国界外艺术家,多年师从张天志先生。作品多次受到中国界外艺术发起者张天志先生的高度评价。独具个性的作品也依赖于他的信仰以及对上帝的一颗谦卑之心。  孙乐石长期活跃于上海、北京等文化艺术群体,虚心探讨、钻研、学习。生活中崇尚自由、浪漫、纯真。  主要参展:  2011-2012年:上海戏剧学院作品展;  2011年:上海美术大展
期刊
周惠明  男,1954年3月出生于上海,  1971年初中毕业,毕业当年凭着爱国激情,参军入伍;  1975年由部队复员到上海的一家工业设备厂当钳工;  1978年经过多个不眠之夜后决定自学绘画;  1987年第一次婚姻失败,夫人出走;  1992年再次成为婚姻的失败者,成了孤家寡人;  1993年一幅作品參加了在北京举办的“中国油画双年展”;  1997年,一幅作品参加了上海大学与米丘工作室联合
期刊
张奇峰  1970年代末出生于黑龙江省。界外艺术家,当代诗人、词人、作家。2017年10月,个人界外艺术作品在法国里昂“第七届界外艺术双年展”推荐展出。2018年4月,个人界外艺术作品在中国上海“独白”界外艺术展推荐展出。作为诗人、词人,诗、词、赋、文作品散见于多种报刊杂志,荣获多次国家、省级征文大赛奖项。作为文字工作者,1990年代中期以来,编著多种书籍,部分图书广受好评。  我的深思  我对于
期刊
位于英国伦敦,是一家致力于推进东、西方交流的文化机构,旗下主要包括Arthill艺术画廊与ArtU英国伦敦高级定制游学品牌。场地(画廊)空间:位于伦敦西一区,由教堂建筑改造而成。  ARTHILL CULTURE PROGRAMME  Artu  ArtU团队由英国著名设计师、艺术家、策展人、艺术品藏家、戏剧管理人、时尚设计师等行业精英组成,他们来自英国各大文化艺术机构。团队秉持着凝聚众力、追求卓
期刊
【摘要】目的:研究在脑梗死运动功能障碍患者护理中采取行为护理的临床效果。方法:选取我院自2016年1月至2017年1月期间收治的54例脑梗死运动功能障碍患者,采取随机数字表法随机分为两组,为参照组与实验组,每组例数为27例,将采取常规护理干预的患者作为参照组,将采取行为护理干预的患者作为实验组,分析对比经不同护理干预后两组患者组间数据差异。结果:实验组患者改良巴氏指数MBI(87.58±4.25)
期刊
随着科学技术的不断进步,医疗卫生水平的不断提高,x线检查在医疗行为中所占比例越来越高,给人类带来巨大医疗利益的同时也伴随一定的危害。对待x线检查,不同的人持有不同的态度,基本可以分为三种:1对x线本身没有任何认识,感觉无所谓;2认为x线对人体有辐射,对医生开的x线检查持反感态度;3怀疑自己这里有问题,那里不舒服,要求医生多开x线检查。  针对不同的态度,一起来认识x线,x线是一种波长非常短,无色无
期刊
【摘要】目的:探讨在脊椎骨折患者中采用x射线的诊断价值。方法:选择来2015年2月-2016年2月来我院治疗的脊椎骨折的患者62例作为此次研究对象,62例患者均用x射线进行检查。观察研究患者的骨折线错位情况、附件骨折以及椎体压缩等指标。根据患者的伤重情况将其分成重、中、轻这三个组,将3组患者的检查结果与CT的结果进行比较。结果:经过x射线诊断后确诊的脊椎骨折患者52例,检出率为83.67%。轻度组
期刊