學好高中數(shù)學的核心是數(shù)學思想,數(shù)學思想方法相比數(shù)學基礎知識,有較高的地位和層次。數(shù)學知識是數(shù)學內(nèi)容,可以用文字和符號來記錄和描述:比如,集合、對稱軸、斜率、焦點離心率、切點、∞∈∩∪∥⊥∠,隨著時間的推移,我們會逐漸忘記。而數(shù)學思想方法則是一種數(shù)學意識,屬于思維的范疇,用以對數(shù)學問題的認識、處理和解決。
掌握數(shù)學就意味著要善于解題。當我們解題時遇到一個新問題,總想用熟悉的題型去“套”,這只是滿足于解出來。當碰到的題目類型有些難度或者沒有做過類似題型時,往往就“卡殼”甚至束手無策了。只有對數(shù)學思想、數(shù)學方法理解透徹及融會貫通時,才能提出新看法、巧解法。高考試題十分重視對于數(shù)學思想方法的考查,特別是突出考查能力的試題,其解答過程都蘊含著重要的數(shù)學思想方法。我們要有意識地應用數(shù)學思想方法去分析問題解決問題,形成能力,提高數(shù)學素質(zhì),使自己具有數(shù)學頭腦和眼光。
以下是高中生需要掌握好的四大數(shù)學思想方法。
1、函數(shù)與方程思想
函數(shù)的思想,就是運用運動和變化的觀點,集合與對應的思想,去分析和研究數(shù)學問題中的等量關系,建立或構造函數(shù)關系,再運用函數(shù)的圖像和性質(zhì)去分析問題,轉(zhuǎn)化問題,從而使問題獲得解決。
方程的思想,就是從問題的數(shù)量關系入手,運用數(shù)學語言將問題中的條件轉(zhuǎn)化為數(shù)學模型——方程或方程組,通過解方程或方程組,或者運用方程的性質(zhì)去分析、轉(zhuǎn)化問題,使獲得解決。
函數(shù)與方程思想——重要形式
(1)函數(shù)和方程是密切相關的,對于函數(shù)y=f(x),當y=0時,就轉(zhuǎn)化為方程f(x)=0,也可以把函數(shù)式y(tǒng)=f(x)看做二元方程y-f(x)=0。函數(shù)問題(例如求反函數(shù),求函數(shù)的值域等)可以轉(zhuǎn)化為方程問題來求解,方程問題也可以轉(zhuǎn)化為函數(shù)問題來求解,如解方程f(x)=0,就是求函數(shù)y=f(x)的零點;
(2)函數(shù)與不等式也可以相互轉(zhuǎn)化,對于函數(shù)y=f(x),當y>0時,就轉(zhuǎn)為不等式f(x)>0,借助于函數(shù)圖像與性質(zhì)解決有關問題,而研究函數(shù)的性質(zhì),也離不開解不等式;
(3)數(shù)列的通項或前n項和是自變量為正整數(shù)的函數(shù),用函數(shù)的觀點處理數(shù)列問題有時十分有效;
(4)解析幾何中的許多問題,例如直線和二次曲線的位置關系問題,需要通過解二元方程組才能解決,涉及到二次方程與二次函數(shù)的有關理論;
(5)立體幾何中有關線段、角、面積、體積的計算,經(jīng)常需要運用布列方程或建立函數(shù)表達式的方法加以解決。
2、數(shù)形結合思想
數(shù)形結合,就是根據(jù)數(shù)與形之間的對應關系,通過數(shù)與形的相互轉(zhuǎn)化來解決數(shù)學問題的一種重要思想方法.數(shù)形結合思想通過“以形助數(shù),以數(shù)輔形”,使復雜問題簡單化,抽象問題具體化,能夠變抽象思維為形象思維,有助于把握數(shù)學問題的本質(zhì),它是數(shù)學的規(guī)律性與靈活性的有機結合.
數(shù)形結合包含“以形助數(shù)”和“以數(shù)輔形”兩個方面,其應用大致可以分為兩種情形:一是借助形的生動性和直觀性來闡明數(shù)形之間的聯(lián)系,即以形作為手段,數(shù)作為目的,比如應用函數(shù)的圖像來直觀地說明函數(shù)的性質(zhì);二是借助于數(shù)的精確性和規(guī)范嚴密性來闡明形的某些屬性,即以數(shù)作為手段,形作為目的,如應用曲線的方程來精確地闡明曲線的幾何性質(zhì).
數(shù)形結合思想——實現(xiàn)途徑
(1)通過坐標系“形題數(shù)解”:
借助于直角坐標系、復平面,可以將幾何問題代數(shù)化.這一方法在解析幾何中體現(xiàn)的相當充分(在高考中主要也是以解析幾何作為知識載體來考查的).值得強調(diào)的是,“形題數(shù)解”時,通過輔助角引入三角函數(shù)也是常常運用的技巧(這是因為三角公式的使用,可以大大縮短代數(shù)推理).
實現(xiàn)數(shù)形結合,常與以下內(nèi)容有關:
①實數(shù)與數(shù)軸上的點的對應關系;
②函數(shù)與圖像的對應關系;
③曲線與方程的對應關系;
④以幾何元素和幾何條件為背景,建立起來的概念,如復數(shù)、三角函數(shù)等;
⑤所給的等式或代數(shù)式的結構含有明顯的幾何意義.如等式(x-2)2+(y-1)2=4,表示坐標平面內(nèi)以(2,1)為圓心,以2為半徑的圓.
(2)通過轉(zhuǎn)化構造“數(shù)題形解”:
許多代數(shù)結構都有著相應的幾何意義,據(jù)此,可以將數(shù)與形進行巧妙地轉(zhuǎn)化.例如,
將a(a>0)與距離互化;
將a2與面積互化,將a2+b2+ab=a2+b2-2|a||b|cosθ(θ=60°或θ=120°)與余弦定理溝通;
將a≥b≥c>0且b+c>a中的a、b、c與三角形的三邊溝通;
將有序?qū)崝?shù)對(或復數(shù))和點溝通;
將二元一次方程與直線、將二元二次方程與相應的圓錐曲線對應等等.
這種代數(shù)結構向幾何結構的轉(zhuǎn)化常常表現(xiàn)為構造一個圖形(平面的或立體的).另外,函數(shù)的圖像也是實現(xiàn)數(shù)形轉(zhuǎn)化的有效工具之一,正是基于此,函數(shù)思想和數(shù)形結合思想經(jīng)常相互滲透,演繹出解題捷徑.
3、分類討論思想
所謂分類討論,就是在研究和解決數(shù)學問題時,當問題所給對象不能進行統(tǒng)一研究,我們就需要根據(jù)數(shù)學對象的本質(zhì)屬性的相同點和不同點,將對象區(qū)分為不同種類,然后逐類進行研究和解決,最后綜合各類結果得到整個問題的解決,這一思想方法,我們稱之為“分類討論的思想”.
分類討論思想的本質(zhì)上是“化整為零,積零為整”,從而增加了題設條件的解題策略.其基本步驟如下:
⑴確定討論對象和確定研究的全域;
⑵對所討論的問題進行合理的分類(分類時需要做到不重復、不遺漏、標準統(tǒng)一、分層不越級);
⑶逐類討論:即對各類問題詳細討論,逐步解決;
⑷歸納總結,整合得出結論.
分類討論思想——必要性
⑴由數(shù)學概念引起的分類討論:如絕對值定義、等比數(shù)列的前n項和公式等;
⑵由數(shù)學運算要求引起的分類討論:如偶次方根非負、對數(shù)中的底數(shù)和真數(shù)的要求、不等式兩邊同乘一實數(shù)對不等號方向的影響等;
⑶由函數(shù)的性質(zhì)、定理、公式的限制引起的分類討論;
⑷由幾何圖形中點、線、面的相對位置不確定引起的分類討論;
⑸由參數(shù)的變化引起的分類討論:某些含參數(shù)的問題,由于參數(shù)的取值不同會導致所得結果不同,或由于不同的參數(shù)值要運用不同的求解或證明方法;
⑹其他根據(jù)實際問題具體分析進行分類討論,如排列、組合問題,實際應用題等。
4、轉(zhuǎn)化與化歸思想
轉(zhuǎn)化與化歸思想方法,就是在研究和解決有關數(shù)學問題時采用某種手段將問題通過變換使之轉(zhuǎn)化,進而得到解決的一種方法.一般總是將復雜的問題通過變換轉(zhuǎn)化為簡單的問題,將難解的問題通過變換轉(zhuǎn)化為容易求解的問題,將未解決的問題通過變換轉(zhuǎn)化為已解決的問題。從某種意義上說,數(shù)學題的求解都是應用已知條件對問題進行一連串恰當轉(zhuǎn)化,進而達到解題目的的一個探索過程。
轉(zhuǎn)化有等價轉(zhuǎn)化與非等價轉(zhuǎn)化。等價轉(zhuǎn)化要求轉(zhuǎn)化過程中前因后果是充分必要的,才保證轉(zhuǎn)化后的結果仍為原問題的結果。非等價轉(zhuǎn)化其過程是充分或必要的,要對結論進行必要的修正(如無理方程化有理方程要求驗根),它能帶來思維的閃光點,找到解決問題的突破口。
(1)直接轉(zhuǎn)化法
(2)換元法
(3)參數(shù)法:引進參數(shù),使原問題的變換具有靈活性,易于轉(zhuǎn)化;
(4)構造法:“構造”一個合適的數(shù)學模型,把問題變?yōu)橐子诮鉀Q的問題;
(5)坐標法
(6)類比法:運用類比推理,猜測問題的結論,易于確定轉(zhuǎn)化的途徑;
(7)特殊化方法:把原問題的形式向特殊化形式轉(zhuǎn)化,并證明特殊化后的結論適合原問題;
(8)一般化方法:若原問題是某個一般化形式問題的特殊形式且有較難解決,可將問題通過一般化的途徑進行轉(zhuǎn)化;
(9)等價問題法
(10)補集法:(正難則反)若過正面問題難以解決,可將問題的結果看作集合A,而把包含該問題的整體問題的結果類比為全集U,通過解決全集U及補集CUA獲得原問題的解決。
本文來自:逍遙右腦記憶 http://m.yy-art.cn/gaozhong/921545.html
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