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转化与化归思想方法的运用

转化与化归思想方法的运用

在高中数学的学习中,我们常常会遇到这样一类问题,直接解决较为困难,但若把问题加以转化,就能使问题的解答过程变得较为简单。这类问题的解决方法就是转化与化归的思想方法。

转化与化归不只是一种重要的解题方法,更是一种基本的思维策略。数学中的转化与化归思想方法,指在研究和解决有关数学问题时,通过某种转化过程,归结到一类已经解决或比较容易解决的问题,最终求得问题的解答的一种手段和方法。转化与化归的思想方法的特点是实现问题的规范化,模式化,以便应用已知的理论,方法和技巧达到问题的解决。在转化思维过程中,我们对原来问题中的条件进行了简化,分化,转化,特殊化的变形,最后将原问题归结为简单的,熟悉的问题而得到解决。因此,我们转化的方向应该是由未知到已知,由难到易,由繁到简,把未知解的问题转化到在已有知识范围内可解的问题,通过不断的转化,把复杂、不规范、不熟悉的问题转化为熟悉、规范甚至模式化、简单的问题。实现这种转化的方法是多种多样的,例如我们熟悉的配方法,待定系数法,整体代入法等等。 而就不同的功能,转化与化归方法的运用于又可以分为几种不同的类型

一.由特殊到一般

一般成立则特殊也成立,由特殊可以得到一般的普遍规律,这是一种基本的化归思想的体现,在平时解题过程中经常运用,普遍涉及。一般问题特殊化,使问题处理变得直接、简单。特殊问题一般化,可以使我们从宏观整体的高度把握问题的一般规律,从而达到成批的处理问题的效果。

例1:若),sin ,(cos 11θθ=OA )sin ,(cos 22θθ=OB ,满足0=⋅OB OA ,OAB ∆的面积OAB S ∆等于多少?

解:可取21,θθ的某些特殊值代人求解。由条件0=⋅OB OA 可得0)cos(21=-θθ。利用特殊值,如设0,221==θπ

θ代 入,则)0,1(),2,0(B A ,故面积为1。

例2:已知函数)10()(≠>+=a a a a a x f x x

且,求)10099()1002()1001(f f f +++ 的值.

解:直接代入计算较为复杂,可寻求f(x)与f(1-x)的关系

.:=-+)1()(x f x f a a a x x +a a a x x

++--11=a a a x x +a a a a

x ++ =a a a x x +x a a a ++=1=++a a a a x x

于是)100

99()1002()1001(f f f +++ =)10050()10051()100

49()10098()1002()10099()1001(f f f f f f f +⎥⎦⎤⎢⎣⎡++⎥⎦⎤⎢⎣⎡++⎥⎦⎤⎢⎣⎡

+

=2

992`1491=+⨯ 二.由数到形的转化

在许多数学问题中,许多数量关系的抽象概念若能赋予几何意义,往往变得直观形象,有利于解题途径的探求;另一方面,一些涉及图形的问题如能化为数量关系的研究,又可以获得简捷而一般的解法。这就是数形结合的相互转化。虽然在做大题目时要求我们给出具体的运算过程,不能直接由图给出答案,但是数与形转化思想的培养对于我们思维能力的提升有重要意义,而且在做选择题,填空题时,也可以帮助我们快捷准确地得出答案。

例3:在直角坐标系平面内,与点3 \* MERGEFORMAT )2,1(A 距离为2,且与点3 \* MERGEFORMAT )6,4(B 距离为3的直的线共有几条?

解:与点3 \* MERGEFORMAT A 距离为2的点的集合为圆3 \* MERGEFORMAT

()4)2(122=-+-y x ,与点3 \* MERGEFORMAT B 距离为3的点的集合为圆3

\* MERGEFORMAT 9)6()4(22=-+-y x ,则题目所求转化为求二圆的公切线。由

于二圆相切,由图可得共有3条。

例4:3 \* MERGEFORMAT 3 \* MERGEFORMAT []t 表示不超过 3 \*

MERGEFORMAT t 的最大整数,求方程 3 \* MERGEFORMAT

3 \*

MERGEFORMAT 02][lg lg 2

=--t t 的实根个数。 解:本题直接求解较为困难,但是将方程转化为 3 \* MERGEFORMAT

[]2lg lg 2+=t t ,设3 \* MERGEFORMAT t x =画出图象,如右图,直接

得到共有3 \* MERGEFORMAT C B A ,,三个交点。

例5:如图,3 \* MERGEFORMAT AB 是平面3 \* MERGEFORMAT

α的斜线段,3 \*

MERGEFORMAT A 为斜足,若点3 \* MERGEFORMAT P 在平面3 \* MERGEFORMAT α内运动,使得3 \* MERGEFORMAT

ABP ∆的面积为定值,则动点3 \* MERGEFORMAT P 的轨迹是什么?

解:可以看作有一个圆柱体,以3 \* MERGEFORMAT AB 为轴,而点3 \* MERGEFORMAT P 就在该圆柱的侧面上,而圆柱的侧面与平面的交线即为轨迹。所以根据

图,可以得到该轨迹为椭圆。

例6;已知向量 3 \* MERGEFORMAT

)sin 2,cos 2(),2,2(),0,2(a a AC OC OB ===求向量

3 \* MERGEFORMAT OB OA ,的夹角范围。 解:画出图象,如右图,点在圆3 \* MERGEFORMAT C 上移动,夹角

最大时3 \* MERGEFORMAT OA 与圆相切,最小时3 \* MERGEFORMAT AC

OA ,在同一直线上时,根据各角度条件,得出范围为3 \* MERGEFORMAT ⎥⎦

⎤⎢⎣⎡125,12ππ 三.由常量到变量

在处理多变元的数学问题时,我们可以选取其中的常数(或参数),将其看做是“主元”,而把其它变元看做是常量,从而达到减少变元简化运算的目的。在处理这类问题时应该注意将所求向已知转化,由常量到变量转化,易于得出答案。

例7:设3 \* MERGEFORMAT AD 是半径为5的半圆3 \* MERGEFORMAT O 的直径(如图),3 \* MERGEFORMAT C B ,是半圆上的两点,已知 3 \* MERGEFORMAT 10==BC AB ,求3 \* MERGEFORMAT DB DC ⋅的值。

解: 3 \* MERGEFORMAT

72

2520207))((2=+++=+⋅+⋅+⋅=--=⋅OA OC OB OB OA OA OC OD OB OD OC DB DC 例8:已知曲线系k C 的方程为1492

2=-+-k

y k x ,试证明:坐标平面内任一点()0,)(,≠b a b a ,在k C 中总存在一椭圆和一双曲线过该点.

解:若从曲线的角度去考虑,即以x,y 为主元,思维受阻.若从k 来考虑,不难看出,当k C 944时,或<<

2=-+-k

y k x 整理得 0)9436()13(22222=--+-++b a k b a k ①

.05)9(,05)4(),

9436()13()(2222222>=<-=∴--+-++=a f b f b a k b a k k f 令

可知f(k)=0,根据函数图象开口向上,可知方程①在)4,(-∞和(4,9)内分别有一根,即对平面内任一点(a,b),在曲线系k C 中总存在一椭圆和一双曲线通过该点。

例9:对于任意 3 \* MERGEFORMAT [],1,1-∈a 函数 3 \* MERGEFORMAT a x a x x g 24)4()(2-+-+=的值大于零,求3 \* MERGEFORMAT x 的取值范围。

解:3 \* MERGEFORMAT )44()2()()(2

+-+-==x x a x a g x f ,只要 3 \*

MERGEFORMAT 0442)1(2>+-+-=-x x x g

3 \* MERGEFORMAT 0442)1(2>+-+-=x x x g ,解得3 \* MERGEFORMAT x 的取值范围为3 \* MERGEFORMAT ()()+∞⋃∞-,31,。

四.由陌生到熟悉

数学解题过程事实上就是把问题由陌生向熟悉的转化过程,注意类比以前解决过的问题,找出其共性和差异性,应用解题中,通常表现为构造熟悉的事例模型,在待解决问题和已解决问题之间进行转化。把看似陌生而复杂的题型转化为我们熟悉的模式,运用我们熟练运用的方法解答实际问题。

例10:求证:3 \* MERGEFORMAT 10,10<<<

证明:可视4 (),x y 为在以4 ()()()()0,0,0,1,1,0,1,1为四顶点的正方形中到四顶点的距离之和,由两点之间线段最短得:当其位于正方形中心时所求的式子构成正方形的两条对角线长之和,长为4 22,∴原式4 22≥

得证

例11:对任意函数D x x f ∈),(可按图示构造一个数列发生器,其工作原理如下: ① 输入数据D x ∈0,经数列发生器输出)(01x f x =;

② 若D x ∉1,则数列发生器结束工作;若D x ∈1则将1x 反馈回输入端,再输出)(12x f x =,并依此规律继续下去,现定义1

24)(+-=x x x f 。 ⑴若输入65

490=x ,则由数列发生器产生数列{}n x ,请写出{}n x 的所有项; ⑵若要数列发生器产生一个无穷的常数列,试求输入的初始数据0x 的值;

⑶若输入0x 时,产生的无穷数列{}n x ,满足对任意正整数n 均有1+

求0x 的取值范围。

解:解题的关键就是应用转化思想将题意条件转化为数学语言。

(1) )(x f 的定义域),1()1,(+∞---∞= D ,

∴数列{}n x 只有三项,19

111=x ,512=x ,13-=x Y N 结束打印f D x i ∈

(2) x x x x f =+-=12

4)(,即0232=+-x x ,

∴n n n n x x x x x x x =+-====+1

2

4

21,2110时,或即或

故当当时,,110==n x x 20=x 时,)(2+∈=N n x n

(3)解不等式12

4+-

21x x <,则11-

211<

412

4)(+-=+-=x x x x f ,若11-=x f x 223)(x x f x <=;

若211<=且212<

依此类推可得数列{}n x 的所有项均满足)(1++∈>N n x x n n

综上所述,)2,1(1∈x 由)(01x f x =,得)2,1(0∈x

例12:为了考察冰川的融化状况,已知科考队在某冰川上相距8km 的 3 \* MERGEFORMAT B A ,两点的直线为3 \* MERGEFORMAT x 轴,线段3 \* MERGEFORMAT AB 的垂直平分线为3 \* MERGEFORMAT y 轴,建立平面直角坐标系,在直线3 \* MERGEFORMAT 2=x 的右侧,考察范围为到点3 \* MERGEFORMAT B 的距离不超过3 \* MERGEFORMAT 55

6km 区域;在直线3 \* MERGEFORMAT 2=x 的左侧,考察范围为到3 \* MERGEFORMAT B A ,两点距离之和不超过3 \* MERGEFORMAT 54km 区域。

(1)求考察区域边界的方程。

(2)如图所示,设线段 3 \* MERGEFORMAT 3221,P P P P 是冰川的部分边界线(不考虑其他边界线),当融化时,边界线沿与其垂直的方向朝考察区域平行移动,第一年移动0.2km ,以后每年移动的距离为前一年的2倍,求冰川边界线移动到考察区域所需的最短时间。 解:(1)由题设条件联想到圆和椭圆的定义,故考察区域边界曲线的方程(如图)为 3 \* MERGEFORMAT

)

2(1420:)2(536)4(:2

22221<=+≥=+-x y x C x y x C 和

(2)设过点 3 \* MERGEFORMAT 21,P P 的直线为 3 \* MERGEFORMAT ,1l 过点 3 \* MERGEFORMAT 21,P P 的直线为3 \* MERGEFORMAT ,2l 则直线3 \* MERGEFORMAT 21,l l 的方程分别为

3 \* MERGEFORMAT 6,133=+=y x y ,设直线3 \* MERGEFORMAT l 平行于直线3 \* MERGEFORMAT ,1l 其方程为3 \* MERGEFORMAT m x y +=3代入椭圆方程 3 \* MERGEFORMAT 14

202

2=+y x ,消去 3 \* MERGEFORMAT y 得 3 \* MERGEFORMAT 0)4(53101622=-++m mx x 。

由 3 \* MERGEFORMAT ()

0451********=-⨯⨯-⨯=∆m m 解得 3 \* MERGEFORMAT 8=m 或3 \* MERGEFORMAT 8-=m

从图中可以看出,当 3 \* MERGEFORMAT 8=m 时,直线3 \* MERGEFORMAT l 与 3 \* MERGEFORMAT 2C 的公共点到直线 3 \* MERGEFORMAT 1l 的距离最近,此时直线 3 \* MERGEFORMAT l 的方程为3 \* MERGEFORMAT 83+=x y ,3 \* MERGEFORMAT l 与3 \* MERGEFORMAT 1l 之间的距离3 \* MERGEFORMAT 3318

14=+-=d ,

又直线3 \* MERGEFORMAT 2l 到3 \* MERGEFORMAT 1C 和3 \* MERGEFORMAT 2C 的最短距离 3 \* MERGEFORMAT 35

5661>-=d ,所以考察区域边界到冰川边界线的最短距离为3,

设冰川边界线移动到考察区域所需的时间为 3 \* MERGEFORMAT n 年,则由题设及等比数列求和公式,

得3 \* MERGEFORMAT 31

2)12(2.0≥--n 解得3 \* MERGEFORMAT 4≥n , 故冰川边界线移动到考察区域的最短时间为4年3 \* MERGEFORMAT .

五.等价代换

在许多题目中在同等条件下或是相似条件下,可以由已知的或是已经得出的直接得到相同或是相似的结论,可以为我们节省比较多的时间。其实转化与化归的方法分为等价转化与非等价转化,前者要求转化过程中前因后果是充分必要的,才保证转化后的结果仍为原问题的结果。非等价转化其过程是充分或必要的,要对结论进行必要的修正(如无理方程化有理方程要求验根)我们讨论的是等价转化的方法,而等价代换就是等价转化中的等价转化,考察我们是否具备足够的类比和转化能力。有的时候题目中等价代换的解法有一定的思维挑战性,需要我们突破常规解法的局限性,将解题能力和技巧提升到一个新的高度。

例13:已知直线 3 \* MERGEFORMAT 1:111=+y B x A l 和 3 \* MERGEFORMAT 1:222=+y B x A l 相交于点 3 \* MERGEFORMAT )3,2(P ,求过点 3 \* MERGEFORMAT ),(111B A P 与3 \* MERGEFORMAT ),(222B A P

的直线方程。 解:两直线都过点 3 \* MERGEFORMAT P ,则满足 3 \* MERGEFORMAT 132,1322211=+=+B A B A ,可以看成点3 \* MERGEFORMAT ()()2211,,,B A B A 都在直线3 \* MERGEFORMAT 132=+y x 上,故所求直线方程为3 \* MERGEFORMAT 132=+y x 。

例14:若 3 \* MERGEFORMAT )2(+x f 为奇函数,且满足 3 \* MERGEFORMAT

)()6(x f x f =-,3 \* MERGEFORMAT 2)3(=f ,求3 \* MERGEFORMAT )2008

(f 3 \* MERGEFORMAT )2009

(f +的值。 解:本题中的等价代换是常规解法,为我们提供了一种解这种函数问题的一般方法。 由于 3 \* MERGEFORMAT )2(+x f 是奇函数,得 3 \* MERGEFORMAT )2()2(+-=+-x f x f

3 \* MERGEFORMAT )

4()()

6()()2()

()2())2(4()2()

()2())4(6()4()

4()22()()2)2((+=-==-∴-=--=+--=+-=+=--=---=+--==+--∴x f x f x f x f x f x f x f x f x f x f x f x f x f x f x f x f x f

故其为周期为4的周期函数。

高中数学中转化与化归思想方法

高中数学中转化与化归思想方法 江苏省宿豫中学 陆新江 转化与化归思想方法是解决数学问题的一种重要思想方法,转化与化归思想贯穿于整个数学中,掌握这一思想方法,学会用化归与转化的思想方法分析问题、处理问题有着十分重要意义。化归与转化是通过某种转化过程,把待解决的问题或未知解的问题转化到在已有知识范围内可解的问题或者容易解决的问题的一种重要的思想方法。通过不断的转化,把不熟悉、不规范、复杂的问题转化为熟悉、规范甚至模式法、简单的问题。 一、转化与化归的主要方式: 1、等价转化, 2、空间图形问题转化为平面图形问题, 3、局部与整体的相互转化, 4、特殊与一般的转化, 5、非等价转化, 6、换元、代换等转化方法的运用, 7、正与反的转化, 8、数与形的转化, 9、相等与不等的转化,10、常量与变量的转化、11、实际问题与数学语言的转化等. 我们可以通过以下例题来观察: 例1.已知ABC ?中,若2C A = ,求证:2 b c a -< 分析:已知条件是角的关系,而结论是边的关系,所以应设法将角的关系转化成边的关系,所以使用正弦定理:a/sinA=b/sinB=c/sinC=2R 进行等价转化。 解:由2C A =即2C A =, 故()3B A C A ππ=-+=- 所以sin sin(3)sin3B A A π=-= 故1sin sin sin 2C A B --=1sin 2sin sin 32 A A A -- =21sin (2cos 1)2 A A --<0 即1sin sin sin 2 C A B -< 由正弦定理得:2 b c a -< 本题是等价转化问题,转化有等价转化与非等价转化。等价转化要求转化过

转化与划归思想

转化与划归思想在高考中占有十分重要的地位,数学问题的解决,总离不开转化与划归,如未知向已知的转化、新知识向旧知识的转化、复杂问题向简单问题的转化、不同数学问题之间的相互转化、实际问题向数学问题的转化等。各种变换、具体解题方法都是转化的手段。 常见的策略有:熟悉化、简单化、直观化、特殊化、一般化、整体化、间接化等 一、转化与划归思想在三角函数中的应用 例1:已知R a ∈,求函数()()x a x a y cos sin --=的最小值。 例2:已知ABC ?中,三个内角C B A ,,的对边分别为c b a ,,,ABC ?的外接圆半径为2,且()()B b a C A sin sin sin 2222-=-? (1)求角C ; (2)求ABC ?的面积的最大值。 二、转化与划归思想在数列中的应用 例3:已知数列{}n a 的首项*11,123,53N n a a a a n n n ∈+== + (1)求{}n a 的通项公式; (2)证明:对任意的();,321111,0*2N n x x x a x n n ∈?? ? ??-+-+≥> (3)证明:1 2 21+>+???++n n a a a n 三、转化与划归思想在函数与导数中的应用 例4:已知函数()R x xe x f x ∈=-)( (1)求函数)(x f 的单调区间和极值; (2)已知函数)(x g y =的图像与函数)(x f y =的图像关于直线1=x 对称,证明:当1>x 时,)()(x g x f >; (3)如果21x x ≠,且()()21x f x f =,证明:221>+x x 备选: 1、函数()π20sin 2cos 231sin )(≤≤---=x x x x x f 的值域是__________ 2、设函数,2)(2x x x f -=若0)()()1()1(≤+≤+++y f x f y f x f ,则点()y x P ,所形成的

转化与化归思想

第4讲 转化与化归思想 思想概述 转化与化归思想方法适用于在研究、解决数学问题时,思维受阻或试图寻求简单方法或从一种情形转化到另一种情形,也就是转化到另一种情形使问题得到解决,这种转化是解决问题的有效策略,同时也是获取成功的思维方式. 方法一 特殊与一般的转化 一般问题特殊化,使问题处理变得直接、简单,也可以通过一般问题的特殊情形找到一般思路;特殊问题一般化,可以使我们从宏观整体的高度把握问题的一般规律,从而达到成批处理问题的效果;对于某些选择题、填空题,可以把题中变化的量用特殊值代替,得到问题答案. 例1 (1)“蒙日圆”涉及几何学中的一个著名定理,该定理的内容为:椭圆上两条互相垂直 的切线的交点必在一个与椭圆同心的圆上,该圆称为原椭圆的蒙日圆,若椭圆C :x 2a +1+y 2a =1(a >0)的离心率为12 ,则椭圆C 的蒙日圆的方程为( ) A .x 2+y 2=9 B .x 2+y 2=7 C .x 2+y 2=5 D .x 2+y 2=4 思路分析 求蒙日圆方程→求蒙日圆半径→找圆上任一点即可求半径→取特殊点→求两切线的交点,即为蒙日圆上一点 答案 B 解析 因为椭圆C :x 2a +1+y 2a =1(a >0)的离心率为12,所以1a +1=12 ,解得a =3, 所以椭圆C 的方程为x 24+y 23 =1, 所以椭圆的上顶点A (0,3),右顶点B (2,0),所以经过A ,B 两点的切线方程分别为y =3,x =2, 所以两条切线的交点坐标为(2,3), 又过A ,B 的切线互相垂直, 由题意知交点必在一个与椭圆C 同心的圆上,可得圆的半径r =22+(3)2=7,

2019高考数学转化与化归思想典型运用

2019高考数学转化与化归思想典型运用 所谓化归思想方法,就是在研究和解决有关数学问题时采用某种手段将问题通过变换使之转化,进而达到解决的一种方法。在解决数学问题时,常遇到一些问题直接求解较为困难,需将原问题转化为一个新问题(相对来说,对自己较熟悉的),通过新问题的求解,达到解决原问题的目的,这就是转化的思想方法。 转化思想方法的特点是实现问题的规范化、模式化,以便应用已知的理论,方法和技巧达到问题的解决,其思维过程的形式如下图: 转化具有多向性、层次性和重复性的特点。为了实施有效的转化,既可以变更问题的条件,也可以变更问题的结论;既可以变换问题的内部结构,又可以变换问题的外部形式,这就是多向性,转化原则既可应用于沟通数学各分支学科的联系,从宏观上实现学科间的转化,又能调动各种方法与技术,从微观上解决多种具体问题,这是转化的层次性,而解决问题中可以多次地使用转化,使问题逐次达到规范化,这是转化原则应用的重复性。 转化思想方法包含三个基本要素: 1、把什么东西转化,即转化的对象; 2、转化到何处去,即转化的目标; 3、如何进行转化,即转化的方法。 转化思想方法应遵循以下五条原则: 1、熟悉化原则,将陌生的问题转化为熟悉的问题,以利于我们运用熟知的知识、经验和问题来解。 2、简单化原则,将复杂问题转化为简单的问题,通过对简单问题的解决,达到解决复杂问题的目的,或获得某种解题的启示和依据。 3、和谐化原则,转化问题的条件或结论,使其表现形式更符合数与形内部所表示和谐统一的形式,或者转化命题,使其推演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、正难侧反原则,当问题正面讨论遇到困难时,应想到考虑问题的反面,设法从问题的反面去探求,使问题获得解决,或证明问题的可能性。 转化思想的典例剖析 1. 数与形的转化 例1.若动直线x a =与函数()sin f x x =和()cos g x x =的图像分别交于M N ,两点,则MN 的最大值为( ) A .1 B C D .2 分析: 动直线x a =与函数()sin f x x =和()cos g x x =的图像分别交于M N ,两点, 横坐标相同,那么 MN 就是纵坐标之差,即sin cos MN x x =-求最值。 论、

转化与化归思想在初中数学中的应用

转化与化归思想在初中数学中的应用 摘要:数学思想是指在现实生活中对各类数学理论形成的本质认知,体现了 数学学科中的总结性、广泛性和奠基性特点。研究数学中体现的思想和方法,有 助于提高课堂教学的效率,发展和改善学生的认知结构。数学思想和方法包括转 化与化归、数形结合、分类与讨论、函数与方程。数学问题的研究与求解过程, 是一种从未知到已知的变化过程,即通过联想和类比来分析数学问题,选择合适 的方式进行演化,最终确定比较合理且容易的解决方法。将转化与化归思想应用 到初中数学教学活动中,有利于学生掌握数学知识以及解题技巧。基于此,本篇 文章对转化与化归思想在初中数学中的应用进行研究,以供参考。 关键词:转化与化归思想;初中数学;应用分析 引言 数学基本思想对数学原理概念以及法则等都有着深刻的揭示,数学学习者必 须要具备一定的数学思想意识,才能在解题的过程中运用正确的、科学合理的解 答相关问题.因此,初中数学教师必须有意识地引导学生提高数学思想意识,并 积极寻求培养方法的有效途径,将转化与化归思想运用到实际解题教学中,促使 初中生提高数学综合能力。 一、转化思想的内涵 转化思想是一种基本的解题思想,也是一种效率很高的思维方式。在分析、 探究、解决相关数学问题时,解题者使用科学的方法转化问题从而提高解题效率,这就是转化思想的内涵。转化思想包括将复杂问题转化为简单问题,将未知难题 转化为熟悉的简单问题,将抽象数学问题转化为直观的数学问题,将求不等问题 转化为求等价关系问题,等等。归根结底,转化思想是一种解题者从运动变化发 展的角度,对问题之间的关联进行探究,从而实现对问题的变换、转化的数学思想。

转化与化归思想在数学解题中的应用

转化与化归思想在数学解题中的应用 转化与化归思想,是将一个问题由难化易,由繁化简的过程。是一种把待解决或未解决的问题,通过某种转化过程归结到一类已经能解决或比较容易解决的问题中去,最终求得问题解答的数学思想。化归法和数形结合方法是转化思想在数学方法上的体现,是数学中普遍适用的重要方法。转化与化归思想作为重要的数学思想之一,是中学数学中最重要的解题意识,在数学教学活动中充分注意这种意识的培养,可以提高学生的思维品质,培养学生的创新能力。数学中的化归有其特定的方向,一般为:化复杂为简单;化抽象为具体;化生疏为熟悉;化难为易;化一般为特殊;化特殊为一般;化“综合”为“单一”;化“高维”为“低维”等。 在初中数学学习过程中化归思想存在解决问题的各个方面,是在数学学习过程中快速解决问题的有效途径。 一、数与形的转化 数与形是密切相关的两个数学表象,它们是一一对应的关系,且相互依存、相互促进.在解决数学问题时,我们要把它们有机的结合起来,并相互转化。化归思想在初中数学学习中的应用就是教会学生能够以动态的视角去学习相关的知识,能够发现知识之间的相关性,从而使得在初中数学中学习的知识都能够很好的融入到学生的知识体系中。例如讲三角形、特殊四边形等形的问题时可以转化为数量关系来处理,就数论形;如图1两个正方形并列摆放,大正方形的边长是小正方形边长的2倍。问题:只允许剪两刀,使裁剪后的图形能拼成一个大正方形。这个问题很多学生看到后都进行了动手操作,这里画一条线,那里剪一下,试了很多次也不能找到正确答案。实际上,我们只需把形转化为数,利用数的角度很容易就能理解明白,且迅速解决。解决办法如图2.

转化与化归思想在高中数学教学中的应用

转化与化归思想在高中数学教学中的应用 摘要:转化与化归思想是中学数学最重要的思想方法之一。本文从化归的功能、化归的实质、化归的思维模式以及中学数学中化归的基本形式,化归的特点等内 容出发,着重归纳了用化归思想方法、原则及解题的技巧,力求比较全面地体现 化归思想在中学数学解题中的作用和地位。 关键词:转化与化归;思想;原则;途径;方法 在中学数学中,化归不仅是一种重要的解题思想,也是一种最基本的思维策略。所谓的化归思想方法,就是在研究和解决有关数学问题时采用某种手段将问 题通过变换使之转化,进而达到解决的一种方法。一般总是将复杂问题通过变换 转化为简单问题;将难解的问题通过变换转化为容易求解的问题;将未解决的问 题通过变换转化为已解决的问题。 转化与化归思想是高中数学的重要思想,通过转化,使所要解决的问题由难 变易或变为已经解决的问题,或者把某一数学分支中的问题变为另一数学分支中 的问题,以有利于解决的一种数学思想。 化归思想常常以变换题目的结构形式、变更问题、从反面探究结论等方式出现,转化与化归应遵循以下基本原则:熟悉化原则:将陌生的问题转化为熟悉的 问题,以利于我们运用熟知的知识、经验和问题来解决;简单化原则:将复杂的 问题化归为简单问题,通过对简单问题的解决,达到解决复杂问题目的;和谐化 原则:化归问题的条件或结论,使其表现形式更符合数与形内部所表示的和谐的 形式,或者转化命题,使其推演有利于运用某种数学方法或其方法符合人们的思 维规律;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;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,设法从问题的反机去 探求,使问题获解。 常用的化归思想如:数与形相互转化思想、函数与方程思想、正难则反思想、一般与特殊的转化、等与不等的转化等。下面,笔者就以上转化与化归思想加以 举例说明: 一、数与形相互转化思想 数与形相互转化思想,也称数形结合思想,是利用几何中的有关性质来解决 代数有关问题,也可以借数量关系来研究几何性质。如题: 二、函数与方程思想 函数与方程思想,函数是方程与不等式的中介,它们既有区别又有联系,函数、方程与不等式就像“一胞三兄弟”,解决方程式、不等式的问题需要函数的帮助,解答此类问题有时需要构造函数,通过探究函数的单调性和最值来解决问题。如题: 三、正与反的想互转化 正与反的想互转化,既正难则反思想,当问题在正面入手难度较大时,不妨 考虑它的反面,然后通过求补集的方法解决原问题。这种“正难则反”的思想是一 种重要的解题策略,灵活运用该思想,能使许多难题、趣题和生活中的问题获得 巧解,例如: 以平行六面体ABCD-ABCD的任意三个顶点为顶点作三角形,从中随机取出两个三角形,则这两个三角形不共面的概率为?

高中数学转化、与化归思想方法

转化、与化归思想方法〔邓石鹏〕 一、等价转化是把未知解的问题转化到在已有知识X 围内可解的问题的一种重要的思想方法。通过不断的转化,把不熟悉、不规X 、复杂的问题转化为熟悉、规X 甚至模式法、简单的问题。历年高考,等价转化思想无处不见,我们要不断培养和训练自觉的转化意识,将有利于强化解决数学问题中的应变能力,提高思维能力和技能、技巧。 转化有等价转化与非等价转化。等价转化要求转化过程中前因后果是充分必要的,才保证转化后的结果仍为原问题的结果。非等价转化其过程是充分或必要的,要对结论进行必要的修正〔如无理方程化有理方程要求验根〕,它能给人带来思维的闪光点,找到解决问题的突破口。例如不等式的放缩。我们在应用时一定要注意转化的等价性与非等价性的不同要求,实施等价转化时确保其等价性,保证逻辑上的正确。 二、转化的主要方式: 1、等价转化 .2、空间图形问题转化为平面图形问题. 3、局部与整体的相互转化. 4、特殊与一般的转化. 5、非等价转化. 6、换元、代换等转化方法的运用. 7、正与反的转化, 8、数与形的转化、 9、相等与不等的转化, 10、常量与变量的转化、 11、实际问题与数学语言的转化等。 三、典例分析: 问题1 函数与方程的转化 例1 二次函数f 〔x 〕=ax 2+2x -2a -1,其中x =2sin θ〔0<θ≤6 7π 〕.假设二次方程f 〔x 〕=0恰有两个不相等的实根x 1和x 2,某某数a 的取值X 围. [分析]注意0<θ≤ 6 7π ,那么-1≤2sin θ≤2,即-1≤x ≤2,问题转化为二次方程根的分布问题,根据图象得出等价的不等式组. [解]由以上分析,问题转化为二次方程ax 2+2x -2a -1=0.在区间[-1,2]上恰有两个不相等的实根,由y =f 〔x 〕的图象〔如图1所示〕,得等价不等式组: Δ=4+4a 〔2a +1〕>0, -1

转化与化归思想方法

转化与化归思想方法,就是在研究和解决有关数学问题时采用某种手段将问题通过变换使之转化,进而得到解决的一种方法.一般总是将复杂的问题通过变换转化为简单的问题,将难解的问题通过变换转化为容易求解的问题,将未解决的问题通过变换转化为已解决的问题. 转化与化归思想在高考中占有十分重要的地位,数学问题的解决,总离不开转化与化归,如未知向已知的转化、新知识向旧知识的转化、复杂问题向简单问题的转化、不同数学问题之间的互相转化、实际问题向数学问题转化等.各种变换、具体解题方法都是转化的手段,转化的思想方法渗透到所有的数学教学内容和解题过程中. 1.转化与化归的原则 1熟悉化原则:将陌生的问题转化为熟悉的问题,以利于我们运用熟知的知识、经验来解决. 2简单化原则:将复杂问题化归为简单问题,通过对简单问题的解决,达到解决复杂问题的目的,或获得某种解题的启示和依据. 3直观化原则:将比较抽象的问题化为比较直观的问题来解决. 4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讨,使问题获解. 2.常见的转化与化归的方法 转化与化归思想方法用在研究、解决数学问题时,思维受阻或寻求简单方法或从一种状况转化到另一种情形,也就是转化到另一种情境使问题得到解决,这种转化是解决问题的有效策略,同时也是成功的思维方式.常见的转化方法有: 1直接转化法:把原问题直接转化为基本定理、基本公式或基本图形问题. 2换元法:运用“换元”把式子转化为有理式或使整式降幂等,把较复杂的函数、方程、不等式问题转化为易于解决的基本问题. 3数形结合法:研究原问题中数量关系解析式与空间形式图形关系,通过互相变换获得转化途径. 4等价转化法:把原问题转化为一个易于解决的等价命题,达到化归的目的. 5特殊化方法:把原问题的形式向特殊化形式转化,并证明特殊化后的问题、结论适合原问题. 随着国家经济的发展,科技的发达,人才的需求,中国教育的改革,数学新课标的出现,在对学生的知识与技能,数学思想及情感与态度等方面的要求,学生在数学的学习方法也应该要相应改变了,要满足社会的需要.化归与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,同时在生活中许许多多的事情也需要往已知的方面转化,把事情简单化,这对以后学生的能力与德育方面有很大的帮助.化归与转化的思想是解决数

浅谈化归与转化思想在高中数学教学中的应用

浅谈化归与转化思想在高中数学教学中的应用 作者:黄庆彬 来源:《新课程》2021年第12期

新课程标准明确提出了高中生通过数学课程的学习要达到获“四基”、提“四能”的目标。获“四基”,即学生获得数学基础知识、基本的技能、思想和活动经验;提“四能”,即提高学生从数学角度发现并提出问题、分析和解决问題的四种能力。纵观近年来高考数学试题的编制及考查的内容,都很好地反映了课程改革理念,加大了数学思维能力的考查,注重学科思想方法的运

用,这就要求教师在数学教学中要“两手抓”,既要加强基础知识与基本技能的教学,又要注意以素养为导向,以能力为重,加大各种思想方法的渗透。 在中学数学思想方法中,最基本、最核心的就是化归与转化思想,它是解决数学问题思想方法的精髓。化归与转化,即运用转化、归结的数学手段,通过一定的数学过程,把一个复杂、陌生或者未解决的问题转化到已解决或较易解决的问题上来,从而破解原问题的一种方法。数学家笛卡尔对此方法给予了高度评价,称之为解决数学问题的万能方法。它对培养学生的解题能力和数学素质起至关重要的作用,故教师在平时教学中应注意引导学生抓基础与注重转化能力的培养两者并重,这是学好数学的金钥匙。以下便是其模式。 一、高中数学中应用转化与化归思想遵循的原则 应遵循4个原则:(1)熟悉化原则,即“化生为熟”,把陌生问题转化成熟悉问题。(2)简单化原则,即“化繁为简”,把复杂问题转化成简单问题。(3)直观化原则,即“化抽象为直观”,把较抽象的问题转化为较直观的问题(如数形结合思想,立体几何问题转化成平面几何问题)。(4)正难则反原则。若问题直接求解困难时,可考虑运用反证法或补集法,或用逆否命题间接地解决问题。 二、高中数学中常见的转化与化归方法 共有10种:在解决数学问题时,有的可用直接转换法、换元法、数形结合法,有的可用参数法、构造法、坐标法,还有的可用类比法、特殊法、一般化、等价转换法来解。这些方法在一些题目中可能单独使用,也可能相互交叉使用,是不能完全分割开的。 三、高中数学中转化与化归思想主要的应用情形 主要有6种:(1)在三角函数和解三角形问题中,公式的“三用(顺用、逆用、变形用)”、角度的转化、函数的转化、通过正弦定理和余弦定理实现边角关系的相互转化等。(2)函数问题中,把一个较难或较复杂的函数、方程、不等式转化为较简单、较容易的函数、方程、不等式。(3)在有平面向量与三角函数,又有平面几何、解析几何的交叉综合题目中,进行语言相互转化。(4)将一般的陌生的数列转化为常见的等差数列或等比数列求解。(5)将函数的单调性、极值(最值)、切线问题转化为其导函数f'(x)构成的方程、不等式问题来求解。(6)有关解析几何、立体几何的问题,常常用数形结合思想,通过数形转化来解决。 四、结合例题浅析高中数学中转化与化归思想的基本类型 1.特殊与一般的转化

“转化与化归”的思想方法在数学教学中应用

“转化与化归”的思想方法在数学教学中应用 作者:章传科 来源:《文理导航·教育研究与实践》 2014年第8期 浙江省苍南县桥墩高级中学章传科 转化与化归思想是高中数学最重要的思想之一,它的实质是揭示联系,实现转化。除极简 单的数学问题外,数学问题的解决基本上是通过转化为已知或已解决问题实现的。从这个意义 上讲,一个数学问题的解答过程就是一个从未知向已知转化的过程。数学思想的作用是无声的,蕴涵于一个个具体的数学问题的解答过程中,要寻找它的踪迹,也必须先深入到数学问题中。 现在让我们在一些具体的问题中去体会“转化化归”的思想方法。 一、在函数与不等式问题中的应用。 函数与不等式的内容在每年的高考中几乎占去了三分之二,函数与不等式问题的内容丰富 多变,解法灵活多样,是高考考查的重点也是难点。函数的三要素中定义域和值域都与不等式 紧密相连,很多函数问题与不等式问题是相互交错的,一些特定的函数问题和不等式问题直接 求解相对比较困难,可运用转化的方式进行等价求解。如解分段函数的“最值”问题或求方程 解的个数问题。 例如:“证明不等式,其中x≥1”这种问题,如果按照常规的思维用不等式的证明方法如 比较法﹑分析法等很难下手,但是转换一个角度,将它视作要证明函数: 的值恒大于0,只需要利用导数考查函数的单调性,求最小值,问题就很解决了。证明一 个数学命题,实际上是由假设经过推理以得出结论,当直接处理不容易时,往往我们会先考虑 它的等价命题或者辅助命题,去寻求解题的思路。原命题的等价命题或辅助命题的证明必须是 我们所熟悉的知识和方法。这种运用等价问题法和构造函数法在解答一些直接处理很难下手的 函数或不等式问题时非常有用,体现了“转化与化归”思想的熟悉化原则和简单化原则。 从新课改的课程内容设计来看,作为数学的基础性内容,函数、不等式和方程仍然是比重 最大的一块,这三者的关系密不可分,三者之间问题的相互转化也是其问题设计的一个重要指 导思想,“转化与化归”的思想方法有着大量的运用和体现。 二、在平面与空间几何问题中的应用。 新课程标准在几何部分有较大的修改和变动,删去了三垂线定理及其逆定理等,而且平行 关系和垂直关系的判定和性质定理的证明都只给出一个。新课程下的立体几何课程定位于培养 和发展学生把握图形的能力、空间想象与几何直觉的能力、逻辑思维能力,并突出直观感知、 操作确认、思辩论证、度量计算等探索研究几何的过程。这让习惯了借助三垂线定理及其逆定 理处理空间角和距离问题的数学老师很不适应,在这种情形下,利用向量的工具性将空间图形 的位置关系问题转化成代数计算问题将是最好的方法。利用向量可以证明空间图形的平行与垂 直关系,可以求空间角和距离,而且所运用的公式简单易懂,容易掌握。下面的这个例题是比 较常见也是常考的一个类型。 例如:已知在三棱锥P-ABC中,PA⊥平面ABC,∠BAC=90°,D、E、F分别是棱AB、BC、CP的中点,AB=2,AC=1,PA=2。

“转化与化归”思想在初中数学的应用

“转化与化归”思想在初中数学的应用 摘要:初中数学的解题过程常常伴随着转化与化归的方法,这种方法既可以锻 炼学生的思维方式,同时也代表着学生的数学能力,是初中数学的重要解题方法 之一。无论是在立体几何方面还是函数问题上,转化与化归思想都是帮助学生将 复杂问题简单化的好方法。如果学生能够恰当的运用这种解题方法观察分析问题,就可以将原问题转化为学生自身比较了解的问题,进而求解。本篇文章将会分析 转化与化归思想在初中数学中的实际运用,并结合实例进行探究。 关键词:转化与化归;解题;初中数学 引言: 从“转化与化归”思想的命名我们就可以分析出这一概念的实质,即将问题转化,并且归 并到熟悉的知识点上,由繁化简,揭示知识点之间的联系。其实初中学习的数学问题,大多 数都是在我们已有的知识基础上一步步向未知探寻,而这个探寻的过程也要有已知知识点的 参与,从复杂的问题中分析出主干,并解决问题。下文将会通过数学学科的特点、转化方法 的应用和学生的实际运用三个方面进行分析,旨在帮助学生更好的掌握这一解题方法。 一、结合数学知识的特点运用“转化与化归”思想 数学的学习不仅需要了解知识点,还需要掌握数学的基本素养,转化与化归思想就数学 素养建立的基本手法之一,所以掌握这一解题手法非常重要。数学学科的内容在学生心中的 印象一直都是比较抽象的,这也是学生认为数学难度较大的原因之一,但其实数学知识的抽 象化中我们又可以分为逻辑推理、数学建模、想象等几个方面的类型,而这些内容都可以和 转化与化归的思想挂钩。那么教师在讲授的时候就需要有针对性的训练学生,并且在实际的 教学中不断的渗透这一手法,因为掌握的过程并非是一朝一夕的,也并不是教师一次性就能 够讲解透彻的,还是需要学生自身在练习的时候自主感悟,不断的调动思维、积累经验。转 化与划归思想在实际的数学解题上也并没有固定的手法和公式,他只是代表了一种解题的思路,如果仅仅依靠教师的讲授来让学生掌握这一解题手法基本上是不可能的,很可能还会导 致学生养成眼高手低的解题习惯,认为自己会做,而在实际的解题过程中却找不到转化的正 确方向。 初中的数学知识点本身就比较抽象,相对于小学时期学习的内容,初中数学需要学生更 加锻炼自身的空间想象能力,很多内容是学生第一次接触,数学虽然无时无刻都在我们身边,但是展现在知识点中就比较难以理解,那么这个过程中运用转化与划归思想就可以不断的探索、分析问题的本质,剖析问题给我们展现的实际知识内容。所以,我们可以通过一些相关 问题的特点来引导学生掌握这一解题技巧,边探索边学习总结,进而高效的运用这一解题思想。比如三角形的内角和的问题就是数学中比较典型的一个化归思想的运用,在我们一般的 三角形内角和的理解中,为了证明三个角的和为180度,常常是转化为一个平角或者是同旁 内角互补的验证方法进行证明。这样的证明方式可以将抽象的知识点转化的更加具体,也可 以使探索的过程更加的丰富。 再比如,在初三的数学中,学生需要学习一元二次方程的内容,学生对于这类内容的学 习有一定的困难,而且在此之前,一个方程里面有两个未知数也是学生未接触过的,这就在 无形中给学生提升了难度意识。那么,教师则可以采用化归思想,让学生从一元一次方程的 记忆开始拓展,找到二者的区别和相似点,将新知识和旧知识融合,形成一个知识框架,在 学生心中建立知识体系。当然,这种解题方式也并不是单独的一节课就可以让学生完全了解

化归与转化的思想

第7讲化归与转化的思想在解题中的应用 一、知识整合 1.解决数学问题时,常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”。 2.化归与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。化归与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,如未知向已知转化,复杂问题向简单问题转化,新知识向旧知识的转化,命题之间的转化,数与形的转化,空间向平面的转化,高维向低维转化,多元向一元转化,高次向低次转化,超越式向代数式的转化,函数与方程的转化等,都是转化思想的体现。 3.转化有等价转化和非等价转化。等价转化前后是充要条件,所以尽可能使转化具有等价性;在不得已的情况下,进行不等价转化,应附加限制条件,以保持等价性,或对所得结论进行必要的验证。 4.化归与转化应遵循的基本原则: (1)熟悉化原则:将陌生的问题转化为熟悉的问题,以利于我们运用熟知的知识、经验和问题来解决。 (2)简单化原则:将复杂的问题化归为简单问题,通过对简单问题的解决,达到解决复杂问题的目的,或获得某种解题的启示和依据。(3)和谐化原则:化归问题的条件或结论,使其表现形式更符合数与形内部所表示的和谐的形式,或者转化命题,使其推演有利于运用某种数学方法或其方法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。 二、例题分析 例1.某厂2001年生产利润逐月增加,且每月增加的利润相同,但由于厂方正在改造建设,元月份投入资金建设恰好与元月的利润相等,随着投入资金的逐月增加,且每月增加投入的百分率相同,到12月投入建设资金又恰好与12月的生产利润相同,问全年总利润m与全年总投入N的大小关系是() A. m>N B. m

转化与化归思想在解决高中数学问题中的应用

转化与化归思想在解决高中数学问题中的应用 在解决高中数学问题时,我们经常会遇到直接解决会较为困难的情况,但是通过对问题的转化,归类就会使问题变得简单。类似问题的解决办法可以运用一种重要的思想方法——化归 和转化的思想方法。 化归与转化的思想是指在处理问题时,把需要解决或难解决的问题通过某种方式转化为某一 类已解决的或比较容易解决的问题的一种思想方法。它是研究和解决数学问题的核心思想, 灵活性和多样性是化归与转化思想方法的特点。而在用它来解决数学问题时,并没有一个统 一的模式,它可以在数与数、形与形、数与形之间进行转换。 在实际解题过程中,实施化归与转化时,我们要遵循以下五项基本原则:(1)化繁为简的 原则;(2)化生为熟的原则;(3)等价性原则;(4)正难则反原则;(5)形象具体化原则。在历年高考中,化归与转化思想常在题目中体现,我们要把这种转化意识时常培养和训练,才能有利于提高解决数学问题的应变能力,提高思维能力和技能、技巧。 在备课过程中,笔者将一些常见类型进行归纳,现将三种题型的探究过程总结如下,供同仁 参考。 一、特殊与一般的转化 当一般成立时,特殊也一定成立。由特殊性可以得到一般性的规律。这种辩证思想在高中数 学中普遍存在,经常会用到,这正是化归思想的体现。 例1:已知点A(1,-1),B(3,0),C(2,1),若平面区域D由所有满足AP=λAB+μAC (1≤λ≤2,0≤μ≤1)的点P组成,则D的面积为______。 解析:分别令λ=1,2,μ在[0,1]内变化,令μ=0,1,λ在[1,2]内变化,可得D为一个平行四边 形区域,其面积为三角形ABC面积的两倍。直线AB的方程为x-2y-3=0,|AB|=4+1=5, 点C到AB的距离d==,则D的面积为2××5× =3。 练习:(07安徽).定义在R上的函数f(x)既是奇函数,又是周期函数,T是它的一个正周期。若将方程f(x)=0在闭区间[-T,T]上的根的个数记为n,则n可能为()。 A.0B.1C.3D.5 点评:解决这类问题时,将一般问题特殊化,使问题的解决变得直接、简单了。我们常把特殊问题一般化,从宏观整体的高度把握住实际问题的一般规律,从而达到一类问题的处理目的。 二、换元转化问题 换元的方法有:局部换元、三角换元等。换元的种类有:等参量换元、非等量换元。比如三 角换元可以应用于去根号,利用已知代数式中与三角知识中相关的联系进行换元。 例2:求函数y=x+1-x的值域。 解析:我们发现x∈[0,1],设x=sin2α,α∈[0,],问题变成了熟悉的求三角函数值域。为什么会想到如此设,其中主要应该是发现值域的联系,又有去根号的需要。如变量x、y适合条件x2+y2=r2(r>0)时,则可作三角代换x=rcosθ、y=rsinθ化为三角问题。所以过程为: ∵y=x+1-x,其中x∈[0,1] 设x=sin2α,α∈[0,]

转化与化归思想的理解及运用

转化与化归思想的理解及运用 作者:丛卫红 来源:《理科考试研究·初中》2013年第04期 摘要:数学思想是数学学习中的重要一方面,掌握数学思想不但是学好数学的一个重要体现,也是学好数学的必要方法。数学思想有很多种,如常见的如转化和化归思想就是其中的一种。高考除了考查学生对知识点的掌握程度外,还考查学生们的理解和运用的能力,就是理解数学思想并利用数学方法进行解题的能力。 关键词:数学思想数学方法转化思想方法应用 转化和化归思想是解答数学问题中常用的思想方法。它不仅仅是一种常用的数学思想和数学方法,还体现了一种数学的能力。在数学学习的过程中处处都体现着转化和化归思想。比如一道立体几何的题目可以转化成平面几何来解决,或者在解决几何问题中,也可以通过化归将几何问题变为代数问题。下面我将结合教学实践,谈谈有关转化和化归思想的理解及运用。 一、如何理解转化和化归思想 转化,简单的理解就是把一个问题变成了另一个问题。转化是数学中最常用的思想,转化的本质在于使问题简单化,明朗化。常见的转化有一般与特殊的转化、等价转化、复杂与简单的转化、数与形的转化、构造转化、联想转化、类比转化等。 转化和化归思想是解决数学问题的基本方法,因为在解决问题中常用到的其他方法如分类讨论的思想,或者是数形结合的思想,其实都可以把它们归结为转化与化归思想。比如分类讨论可以理解为一般与特殊的转化,数形结合可以理解为数与形的转化。因此,转化和化归思想成了数学思想方法的一条主轴,从这方面可以有效促进学生理解数学思想方法,理解转化、化归的思想方法。数学题目的解答过程也可以理解为是一步步转化的过程,化归也一样,实质就是不断对条件或者命题进行变更的过程。 二、转化和化归的目的 运用每一种数学思想,都必须先要有一个目的,根据目的去选择适当的数学方法,是解决问题的一般步骤。转化与化归的目的主要有这么几个:(1)将较为复杂的问题转变为简单的问题。(2)使问题在表现形式上更加和谐统一,让问题中所涉及的量和形以及条件和结论的关系更加恰当和匀称,利于问题的解决。(3)使抽象的问题变得更加具体。(4)使问题转向对立面,也就是当正面解决不了一个问题的时候,可以把问题转化为考虑反面,从另一个角度去考虑和解决问题。

转化与化归思想在数学教学中的应用

转化与化归思想在数学教学中的应用-中学数学论文 转化与化归思想在数学教学中的应用 江苏省南京市天印高级中学谢普凤 题海无涯,回头是岸。要想真正做到以少胜多,就得领悟数学的本质,那就是数学的灵魂——数学思想。其中比较重要的两种思想为:转化与化归。这两种思想的原理就在于,将未解决的问题经转化之后成为已解决的问题,各种变换、具体解题方法都是转化的手段,转化的思想和方法渗透到所有的数学教学内容和解题过程中。下面笔者来了解下转化与化归的相关概念与其在解题过程中的具体应用做出简单说明: 一、等价转化法 把原问题转化为一个易于解决的等价命题,达到化归的目的。 例1:对于满足0≤a≤4的一切实数,不等式x2+ax>4x+a-3恒成立,试求x 的取值范围。 分析:习惯上把x当作自变量,记函数y=x2+(a-4)x+3-a,于是问题转化为:当a∈[0,4]时,y>0恒成立,求x的取值范围。解决这个等价的问题需要应用二次函数以及二次方程的区间根原理,可想而知,这是相当复杂的。 解:设函数f(a)=(x-1)a+(x2-4x+3),显然x≠1,则f(a)是a的一次函数,要使f(a)>0恒成立,当且仅当f(0)>0,且f(4)>0时,解得的取值范围是(-∞,-1)∪(3,+∞)。 本题看上去是一个不等式问题,但是经过等价转化,把它化归为关于a的一次函数,利用一次函数的单调性求解,解题的关键是转换变量角色。 二、数形结合法

研究原问题中数量关系(解析式)与图形关系通过互相变换获得转化途径。 例2:求不等式x>1/x的解集。 分析:令f(x)=x,g(x)=1/x,在同一坐标系中画出这两函数图像。由图像可知:不等式x>1/x的解集为(-1,0)∪(1,+∞)。 这类求解像f(x)g(x)这样的不等式,跟上面所提的方程f(x)=g(x)的类似,方程问题的是看两个函数图像有几个交点这类的信息,而这里不等式问题的是看不同的区间内,两个函数图像谁上谁下,从而知道谁大谁小了,也就是不等式的解区间了,区间的端点就是方程问题所要讨论的。 三、换元法 运用“换元”把已知条件和结论中的复杂的式子,转化为简单的易于解决的基本问题从而得到解决。 例3:若cos(α+π/6)=4/5,则sin(2α-π/6)的值是 . 分析:令α+π/6=t,则cost=4/5,sin(2α-π/6)=sin(2t-π/2)=-cos2t=-(2cos2t-1)=-7/25 本题看上去是已知复角的余弦值求另一复角的正弦值,经过等价转化后就变成了已知单角的余弦值求二倍角的余弦值,难度降低了很多。 四、构造法 “构造”一个合适的数学模型,把问题变为易于解决的问题。 例4:已知数列{an}满足a1=1,an+1=2an+1(n∈N*),求数列{an}的通项公式。 分析:(构造法Ⅰ),∵an+1=2an+1(n∈N*),∴an+1+1=2(an+1)∴{an+1}是以a1+1=2为首项,2为公比的等比数列,∴an+1=2n,即an=2n-1(n∈N*)

化归与转化思想在解题中应用

化归与转化思想在解题中的应用 主讲人:黄冈中学高级教师汤彩仙 一、复习策略 化归与转化的思想,就是在研究和解决数学问题时采用某种方式,借助某种函数性质、图象、公式或已知条件将问题通过变换加以转化,进而达到解决问题的思想.转化是将数学命题由一种形式向另一种形式的变换过程,化归是把待解决的问题通过某种转化过程归结为一类已经解决或比较容易解决的问题.化归转化思想是中学数学最基本的思想方法,堪称数学思想的精髓,它渗透到了数学教案内容的各个领域和解题过程的各个环节中.转化有等价转化与不等价转化.等价转化后的新问题与原问题实质是一样的,不等价转化则部分地改变了原对象的实质,需对所得结论进行必要的修正. 应用化归转化思想解题的原则应是化难为易、化生为熟、化繁为简,尽量是等价转化.常见的转化有: 1、等与不等的相互转化 等与不等是数学中两个重要的关系,把不等问题转化成相等问题,可以减少运算量,提高正确率;把相等问题转化为不等问题,能突破难点找到解题的突破口. 2、正与反的相互转化 对于那些从“正面进攻”很难奏效或运算较难的问题,可先攻其反面,从而使正面问题得以解决. 3、特殊与一般的相互转化 对于那些结论不明或解题思路不易发现的问题,可先用特殊情形探求解题思路或命题结论,再在一般情况下给出证明,这不失为一种解题的明智之举. 4、整体与局部的相互转化 整体由局部构成,研究某些整体问题可以从局部开始. 5、高维与低维的相互转化 事物的空间形成,总是表现为不同维数且遵循由低维向高维的发展规律,通过降维转化,可把问题由一个领域转换到另一个领域而得以解决,这种转化在复数与立体几何中特别常见. 6、数与形的相互转化 通过挖掘已知条件的内涵,发现式子的几何意义,利用几何图形的直观性解决问题,使问题简化. 7、函数与方程的转化 二、典例剖析 例1.函数极限的值为<).

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