數(shù)學(xué)創(chuàng)新思維培養(yǎng)
數(shù)學(xué)創(chuàng)新思維培養(yǎng)就是以強烈的創(chuàng)新意識進行熏陶感染,鼓勵將個人儲備的知識信息進行重新組合,從而形成一些具有較高價值的新發(fā)現(xiàn)、新設(shè)想。數(shù)學(xué)創(chuàng)新思維培養(yǎng)在創(chuàng)造性思維的形成過程中起到十分關(guān)鍵的作用,其不僅有助于扎實、牢固地掌握數(shù)學(xué)基礎(chǔ)知識,同時也可以借助數(shù)學(xué)知識這一載體,有效掌握正確的數(shù)學(xué)思想方法,體會數(shù)學(xué)知識的應(yīng)用價值,進而樹立正確的數(shù)學(xué)觀與數(shù)學(xué)創(chuàng)新意識。下面就是小編給大家?guī)淼臄?shù)學(xué)創(chuàng)新思維培養(yǎng),希望大家喜歡!
數(shù)學(xué)創(chuàng)新思維培養(yǎng)
一、“數(shù)”“形”結(jié)合解題法的理論概述
(一)方法釋義
首先,關(guān)于解析幾何的釋義,其泛指幾何學(xué)上一個小分支,主要用代數(shù)方法研究集合對象之間的關(guān)系和性質(zhì),因此也稱作“坐標幾何”。其包括平面解析幾何和立體解析幾何兩部分,其中,平面解析幾何是二維空間上的解析幾何;立體解析幾何是三維空間上的解析幾何,而立體解析幾何則比平面解析幾何更加復(fù)雜、抽象。
其次,關(guān)于數(shù)形結(jié)合的釋義,即是把題目所給條件中的“數(shù)”與“形”一一對應(yīng),用簡單的、直觀的幾何圖形以及條件之間的位置關(guān)系把復(fù)雜的、抽象的數(shù)學(xué)語言以及條件之間的數(shù)量關(guān)系結(jié)合起來,通過形象思維與抽象思維之間的結(jié)合,以形助數(shù),或以數(shù)解形,從而使復(fù)雜的問題簡單化,抽象的問題具體化,以起到優(yōu)化解題途徑的目的。
(二)解題思路
在遇到解析幾何時,能清楚條件與問題之間的數(shù)量關(guān)系與位置關(guān)系,將“數(shù)”與“形”一一對應(yīng),便能夠快速找到解題突破點。事實上,當熟練掌握到數(shù)形結(jié)合方法,能夠舉一反三時,遇到的所有題目都將是同一題目了。因此,掌握數(shù)形結(jié)合思,就必須厘清下列關(guān)系:第一點,復(fù)數(shù)、三角函數(shù)等以幾何條件和幾何元素為背景建立的概念;第二點,題目所給的等式或代數(shù)方程式的結(jié)構(gòu)中所含明顯的幾何意義;第三點,函數(shù)與圖象的對應(yīng)關(guān)系;第四點曲線與方程的對應(yīng)關(guān)系;第五點,實數(shù)與數(shù)軸上的點的對應(yīng)關(guān)系。
二、“數(shù)”“形”結(jié)合法在幾何解題中的實例解析
(一)解析幾何中圓類問題
實踐證明,數(shù)形結(jié)合對速解圓類問題的幫助很大,因為在一般解題過程中,解析幾何圓類問題主要圍繞求圓與圓之間的位置關(guān)系、圓與直線的位置關(guān)系、圓的標準方程等幾方面展開。比如在判斷圓與直線的位置關(guān)系時,通過建立直角坐標系,便可以直觀地觀察到直線在圓外,但是答題需要寫出確切的答題步驟才能得分。這時就需要有“數(shù)”“形”結(jié)合解題思想的輔導(dǎo)——以數(shù)解形:通過計算圓心到直線的距離,距離比圓的半徑大即表明直線在圓外。這是最基本的用“數(shù)”“形”結(jié)合方式解答圓類問題。為更為詳盡的說明,下文將針對對“數(shù)”“形”結(jié)合法速解解析幾何圓類問題作出例題說明:
例題1:已知曲線y=1+√(4-x2)與直線y=k(x-2)+4交于兩個不同的點,求實數(shù)k的取值范圍。
解析:將曲線y=1+√(4-x2)變形,得x2+(y-1)2=4(1≤y≤3),可知曲線是以點A(0,1)為圓心,2為半徑的圓,但是值域y要大于1,因此是上半圓;
直線y=k(x-2)+4過定點B(2,4);當直線繞點B按順時針旋轉(zhuǎn)至直線與圓相切,當直線與圓的一個交點在弧線MT之間都滿足題目要求,符合題意;
而交點M在直線y=1上,因此可算出M點的坐標,即M(-2,1);
直線BM可用點斜式法計算出來,例題1kMB=3/4,即點M到點A之間的距離等于半徑;
列等式∣1+2k-4∣/√(1+k2),可解得kBT=5/12。因此,k∈(5/12,3/4]。
(二)解析幾何不等式問題
運用數(shù)形結(jié)合法解決解析幾何中的不等式問題主要是將原不等式化解,通常能化解為某個曲線方程,然后將曲線方程在數(shù)軸上表示,注意計算過程中值域與定義域,然后幾個圖形的交集就是該不等式的解集。
三、結(jié)語
基于上述可知,合理運用“數(shù)”“形”結(jié)合的方法,對于解析幾何的答題速度與準確度都有著相當大的優(yōu)勢,其不僅能夠減少運算量,還能顯著節(jié)省答題時間,提高解題正確率。
高中數(shù)學(xué)考試中常用三種解題技巧
一、“構(gòu)造法+函數(shù)法”的結(jié)合
而且本題還可以從另一個思路進行解答,就是運用復(fù)數(shù)模的概念,將相聯(lián)系的數(shù)據(jù)和看成一個模函數(shù),仍然可以得到所求的結(jié)果。
二、轉(zhuǎn)換法
這種方法是體現(xiàn)學(xué)生的想象力及創(chuàng)新能力的方法,也是數(shù)學(xué)解題技巧中最富有挑戰(zhàn)性的方法,能將復(fù)雜的題型輔以轉(zhuǎn)換的功能,成為簡單的、易被理解的題型。比如,一個正方體平面為ABCB和A1B1C1D1,在正方體的棱長D1C1和C1B1分別設(shè)置兩點E和F為中點,AC與BD相交于P點,A1C1于EF相交于Q點,求證:(1)點D、B、F、B在同一平面上;(2)如果線段A1C通過平面DBFE,交點到R點,那么P、R、Q三點共線?
解題(1):由題可知:線段EF是△D1B1C1的中位線,所以,EF與B1D1平行,在正方體AC1中,線段B1D1與BD平行,相應(yīng)得出:線段EF與線段BD相平行,由此得出線段EF和BD在一個平面,所以可以求得點D、B、F、E在同一個平面。
解題(2):假設(shè)平面A1ACC1為x,平面BDEF為y,由于Q點在平面AC,所以Q點也屬于平面x,為x和y的交點,同屬兩個平面的點。同理可得,點P也屬x、y的公共點,而R點是平面A1C與平面y的交點,所以,可以得到P、Q、R三點共線。
三、反證法
任何事物的結(jié)果有時順著程序去思考,往往不得要領(lǐng),倘若從結(jié)果向事物開始的方向或用假設(shè)的反方向去推理,反倒會“一片洞天”。數(shù)學(xué)解題技巧也是如此。首先,假設(shè)命題結(jié)論相反的答案,順理演繹地解答,得出假設(shè)的矛盾結(jié)果,從另一側(cè)面論證了正確答案。例如,蘇教版教材必修1《函數(shù)》章節(jié),已知函數(shù)f(x)是一項正負無限大范圍內(nèi)的增函數(shù),a、b都為實數(shù),求證:(1)假設(shè):(a+b)≥0,則函數(shù)式表示為:f(a)+f(b)≥f(-a)+f(-b)成立;(2)求證(1)問中逆命題是否正確。
解題分析:(1)因為(a+b)≥0,移項后,可得:a≥-b,由于函數(shù)為單調(diào)遞增函數(shù),則:f(a)≥f(-b),又(a+b)≥0,移項后,可得:b≥-a,f(b)≥f(-a);兩個方程相加,得:f(a)+f(b)≥f(-a)+f(-b),由此證明完畢。
解題(2)分析思路就是由(1)中得出的結(jié)論f(a)+f(b)≥f(-a)+f(-b),反證得出(a+b)≥0是否成立。于是,我們先假設(shè)(a+b)<0成立,那么,移項后,分別出現(xiàn)兩個不等式函數(shù),即:f(a) f(b) 四、逐項消除法(也可稱:歸納法)
這種方法就是將數(shù)列前項與后項進行規(guī)律查找,逐項消除或歸納合并的方法去求得答案。在蘇教版必修5《數(shù)列》章節(jié)中,有一道習(xí)題為:求:1/2+2/3!+3/4!+4/5!+5/6!+…+(n-1)/n!的和;
解題分析:這道習(xí)題就是按照一定的規(guī)律進行遞增的集合,那么,就可以運用求和的公式,轉(zhuǎn)化為:Sn=1/1-1/2+1/2+1/3+…+1/(n-2)!-1/(n-1)!+1/(n-1)!-1/n=1-(1/n)的形式進行解答,使解題的速度效率提高。
數(shù)學(xué)解題方法多種多樣,熟練掌握解題技巧不但可以發(fā)掘出學(xué)生的創(chuàng)新思維,而且可以通過發(fā)散性思維激發(fā)起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,將數(shù)學(xué)成為萬變的花筒,神奇又有趣,更好地培養(yǎng)高中生善于思考,細心觀察,不斷總結(jié)的良好習(xí)慣。既鍛煉了高中生的邏輯思維能力,又練就了他們多角度、多層次地分析問題、解決問題的能力。
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