中学数学中的变换策略

来源 :广东教育·教研版 | 被引量 : 0次 | 上传用户:a8058058
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
  保持数学问题的某些不变性质,改变信息形态,借以解决问题的一种策略,就是变换策略,也就是将要解决的问题先进行变换,使之转化,它可以使问题达到化繁为简,化未知为已知,化陌生为熟悉的目的.变换的形式是多样的,本文主要论述中学数学中常见的五种变换:数形变换、变量替换(换元)、几何变换、等价变换、三角变换.
  一、数形变换
  数学的产生和发展是空间形式中“形”与“数”的相互依存、相互促进的结果.数形变换通常包含两方面内容:一是通过对图形性质的研究去解决数量关系问题;二是运用代数、三角知识,通过对数量关系的讨论,去处理几何图形问题.
  例1 求函数f(x)=+ 的最小值.
  解:将函数转化为f(x)=+,则问题归结为在x轴上求一点p,使p与A(0,2)、B(2,1)间的距离之和最小.由图可知,作A点关于x轴的对称点A′,连结A′B交x轴于点P,则P点为所求,|A′B|为最短.|A′B|= =,即所求最小值为.
  数形结合方法人们认识和研究客观世界的一种基本思维方法,是架设“数”与“形”的思维桥梁,对提高数学解题能力是十分重要的.
  二、变量替换(换元)
  换元法广泛用于数学中的解题,比如解析几何中的平移、旋转、直角坐标与极坐标互换等.在代数中,巧妙的变量替换,常给人出奇制胜的感觉.
  例2 解无理方程+-=x.
  分析:习惯上处理无理方程是用平方的方法,化无理方程为有理方程.但本题有其自身的特点,因为(+)2=2x+2,所以可令y=+,原方程化为y-=0,考虑到y≠0,∴y=2,即+=2,然后解此方程即可.
  换元法是中学数学变换策略中的一种重要方法,适当的换元可使问题变得简单明了,提高解题速度.
  三、初等几何变换
  在解几何题时,常常会遇到条件分散、图形陌生、不易入手的情況,这时如果对图形来一个变换,如旋转、对称、平移等,可使条件相对集中,使陌生的图形出现熟悉的结构.
  例3 如图,设P是正方形ABCD内的一点,满足PA:PB:PC=1:2:3,求∠APB的大小.
  解:直接从题设出发,难以沟通条件和结论的联系,注意到正方形的性质,考虑用变换使条件集中.将△APB绕B点顺时针方向旋转90°至△CQB的位置.
  ∵△PBQ是等腰直角三角形
  ∵∠PQB=45°,PQ=PB
  又∵PA:PB:PC=1:2:3
  ∴PQ2+QC2=(2PA)2+(PA)2=(3PA)2= PC2
  ∴△PQC是直角三角形,∠CQP=90°
  从而∠APB=∠CQB=135°.
  四、等价变换
  在研究某问题发生困难时,常可以通过适当地变更问题达到难易或繁简的转化,实现等价转换,当然也可用等价的逆否命题或等价的逆命题,改直接证明为间接证明.
  例4 任意剪六个圆形纸片放在桌面上,使得没有一个纸片的中心落在另一纸片上或被另一纸片盖住,然后用一枚针去扎这一堆纸片.证明不论针尖落在哪一点,总不能一次把六个纸片都扎中.
  分析:这个较难的证明命题,经过等价转换成下述等价命题:设平面上有6个圆,每个圆的圆心都在其余各圆的外部,证明平面上任一点都不会同时在这6个圆的内部.对此命题应用反证法不难证明到.
  五、三角变换
  通过三角变换,可以把代数转化为三角式,从而使复杂的代数运算,化为简单的三角运算.因此有些代数问题,若用三角变换转化为三角问题,能收到化难为易,化繁为简的效果,而且对提高学生的综合解题能力十分有效.此外,三角变换还可用于三角恒等式的证明.
  例5 在实数集上解方程x+=.
  解:要使方程有解,必须x>1,因此可设x=secθ[θ∈(0,)],此时方程化为secθ+=,即=
  两边平方有=
  ∴1225sin22θ-576sin2θ-576 = 0
  ∴sin2θ=或sin2=-(舍)
  ∴cosθ=或
  ∴x1=,x2=.
  经检验,x1、x2是原方程的解.
  作出一个合适的变换,本身就是一种创造性的活动.解题的过程,实际上是一个不断地变更问题的过程.只要多做多练,在解题实践中有意识地加以运用各种变换策略,必能收到很好的效果.
  
  责任编辑罗峰
其他文献
主题:和世界经济似乎进入一个缓慢复苏的阶段,对这一点尽管存在不同的看法,但是经济数据向好的变化和消费能力的不断攀升,以及民众信心指数的上升,都预期了未来消费能力的增长
传统的修辞学大都注重从运用的角度阐释词语的锤炼、句式的选择、辞格的运用、喻体和风格等研究,很少尝试从语用学的角度去研究修辞问题。基于此,本文试图从语用学中Grice提出
利用共焦显微拉曼光谱无损快速鉴别了宁夏枸杞和北方枸杞样品。宁夏枸杞和北方枸杞的拉曼谱图有明显的差别 ,易于区别。该方法快速、准确、操作简单、不需对样品进行提取分离
义乌现行的主要依靠低生产要素成本形成的国际竞争力,以数量扩张、低价取胜的外贸增长方式,面临贸易壁垒、出口市场过于集中、资源匮乏等难题。必须建立外贸增长方式转变的政策
采用《职业紧张调查表》(修订版)对新疆1 810名三甲医院临床医生进行调查。结果显示,临床医生的职业紧张水平高于西南人群常模,个体应对资源低于西南人群常模;单因素分析表明
山东龙口引进早秋、甘秋、贵秋3个日本甜柿品种,经4年栽培试验,均表现适应性良好,脱涩完全,果个较大,颜色好,早果丰产性强,品质佳。
栽培面积较大的桃园常有一园多品种现象,在这种情况下,整个园子就有必要分品种实行规范化栽培管理。
日本帝人纤维公司将向市场投放一种新的适合各个季节的运动服面料,目标是2013年秋冬季和2014年春夏季,该面料同时还适合制作休闲服和制服。
天然除虫菊酯是除虫菊花的有效成分,是一种古老的植物性杀虫剂,其化学结构到20世纪40年代才被研究确定。此后,开始了类似物质的合成研究。人们把这些类似物质通称为合成拟除虫菊
<正>藏政办发[2013]42号(二○一三年五月八日)各行署、拉萨市人民政府,自治区各委、办、厅、局:《2013年第一季度全区经济运行分析及下一步经济工作建议》已经自治区人民政府
期刊