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谈数学解题的途径

2014-07-21薄三德

教师·中 2014年5期
关键词:排法结论证明

薄三德

数学习题类型繁多、技巧灵活,不可能总结出一套普遍适用的解题法则,可它毕竟还是存在着某些规律,现就中学数学中常见的解题方法做一归纳。

1.用观察法解题

解任何数学题的第一步都是审题。而有些题目经全面观察之后,就可发现其特点,一旦抓住了这些特点,就可以使问题大大简化或纳入一种熟悉的模式,再不必去做繁杂的计算或论证。

例1:解方程(2+3+2-3)x=

6。

分析:我们注意到(2+3+

2-3)2=6,所以就想到了两边同时

平方的解法。这样就避免了采用两边取对数解题所带来的困难。

解:原方程两边平方,得[(2+3

+2-3)2]x=62,即6x=62,所以x=2。

2.将已知的条件变形以利于解题

在有些题目中,给定的条件不便于直接应用,而当留意到结论时将已知条件做某种变形后,就会使问题迎刃而解。

例2:设x2+x+1=0,求x14+x-14的值。

分析:方程x2+x+1=0无实根,估计求出x后再计算x14也不容易。但容易看出

(x-1)(x2+x+1)=x3-1=0,即x3=1,应用这一条件去计算或者容易一些。

解:x14+x-14=(x3)4x2+(x3)-5+x=x2+x=-1.

3.将结论或欲求解的对象变形以便于解题

有些题目从表面上看来,似乎难以一下子用上已知条件,而当把结论或欲求解的对象做适当变形后,就可以明显看到结论或欲求的对象与已知条件之间的关系,从而使问题获解。分析法就属于此类。

例3:如果A、B都是锐角且(1+tan A)(1+tan B)=2,全角求证:A+B=

π4。

分析:联系到已知条件,发现需将结论变形,证明tan(A+B)=1即可。

证明:tan(A+B)=tan A+tan B1-tan Atan B,

由(1+tan A)(1+tan B)=2,求得tan A=

1-tan B1+tan B,代入上式即得tan(A+B)=

1。证毕。

4.把已知条件和结论或欲求解的对象都进行变形

有些题目既不容易从已知条件推证到结论,也不容易从结论倒推至已知条件。但却可以把两者都进行变形,变至一个共同相关的形势,使之发生联系,促成问题解决。

例4:已知x≠0,x+1x=1,证明:x4+1x4=-1。

分析:由x+1x=1中解出再去证明,估计比较繁琐。已知条件相当于x2-x+1=0,而所求证者可变为x8+x4+1=0。然后加以证明。

证明:通过已知条件得x2-x+1=0,欲证x4+1x4=-1,只需证x8+x4+1=0。

而x8+x4+1=(x8+2x4+1)-x4=(x4+1)2-x4=(x4+x2+1)(x4-x2+1)=

[(x4+2x2+1)-x2](x4-x2+1)=(x2-x+1)(x2+x+1)(x4-x2+1)=0。证毕。

5.用“一般”指导“特殊”

按理来说,当问题在一般情形下的解答已经掌握,那么,特殊情形下的解答就应该是很容易的了。然而有时一个问题摆在面前,若不注意观察和思考,并不容易发现它是什么定理或公式的特殊情形,致使头绪茫然,无从下笔。如果经过分析发现是某一般原理的特殊情形,问题就迎刃而解了。

例5:求(x+3y)(3x+y)(x+y)2展开式中各项系数之和。

分析:实际将式子展开后再把各项系数相加,计算量较大。如果相乘的因式再多一些,这一方法将会遇到很大的困难。设想已将原式展开,系数是A、B、…E,而A+B+…+E只不过是当取值为1时原式的一个特殊值。

解:所求系数之和是(1+3)(3+1)(1+1)2=64。

6.从“特殊”中发现“一般”

当一个问题无从下手时,我们不妨先考察一下这个问题的特殊情况。当特殊情况获得了解决办法时,往往会对一般情况下的解决有所启示。一般属于特殊之中,这种做法是符合认识过程的。

例6:七人排成一排照相,其中甲、乙、丙三人要相邻,该有多少种排法?

分析:甲、乙、丙三人要相邻,不妨先把甲、乙、丙作为一个人来考虑,就是先不考虑他们三人的站位顺序,把这种特殊情况解决后再考虑一般情况。

解:若不计甲、乙、丙三人的站位顺序,即相当于五人照相共有5!=120种排法。而甲、乙、丙三人又有3!=6种排法,所以共有120×6=720种排法。

一个问题摆在面前,不一定非要把它认定为代数问题、几何问题或三角问题,这里没有严格的界限,有时也是分不清的。几何问题不必限定用纯几何的办法去解决,代数问题不必非要用代数方法解决不可。要从实际出发采用简便可行的解法,把所学过的知识作为一个大的系统,各部分之间的配合就可以产生新的功能。endprint

数学习题类型繁多、技巧灵活,不可能总结出一套普遍适用的解题法则,可它毕竟还是存在着某些规律,现就中学数学中常见的解题方法做一归纳。

1.用观察法解题

解任何数学题的第一步都是审题。而有些题目经全面观察之后,就可发现其特点,一旦抓住了这些特点,就可以使问题大大简化或纳入一种熟悉的模式,再不必去做繁杂的计算或论证。

例1:解方程(2+3+2-3)x=

6。

分析:我们注意到(2+3+

2-3)2=6,所以就想到了两边同时

平方的解法。这样就避免了采用两边取对数解题所带来的困难。

解:原方程两边平方,得[(2+3

+2-3)2]x=62,即6x=62,所以x=2。

2.将已知的条件变形以利于解题

在有些题目中,给定的条件不便于直接应用,而当留意到结论时将已知条件做某种变形后,就会使问题迎刃而解。

例2:设x2+x+1=0,求x14+x-14的值。

分析:方程x2+x+1=0无实根,估计求出x后再计算x14也不容易。但容易看出

(x-1)(x2+x+1)=x3-1=0,即x3=1,应用这一条件去计算或者容易一些。

解:x14+x-14=(x3)4x2+(x3)-5+x=x2+x=-1.

3.将结论或欲求解的对象变形以便于解题

有些题目从表面上看来,似乎难以一下子用上已知条件,而当把结论或欲求解的对象做适当变形后,就可以明显看到结论或欲求的对象与已知条件之间的关系,从而使问题获解。分析法就属于此类。

例3:如果A、B都是锐角且(1+tan A)(1+tan B)=2,全角求证:A+B=

π4。

分析:联系到已知条件,发现需将结论变形,证明tan(A+B)=1即可。

证明:tan(A+B)=tan A+tan B1-tan Atan B,

由(1+tan A)(1+tan B)=2,求得tan A=

1-tan B1+tan B,代入上式即得tan(A+B)=

1。证毕。

4.把已知条件和结论或欲求解的对象都进行变形

有些题目既不容易从已知条件推证到结论,也不容易从结论倒推至已知条件。但却可以把两者都进行变形,变至一个共同相关的形势,使之发生联系,促成问题解决。

例4:已知x≠0,x+1x=1,证明:x4+1x4=-1。

分析:由x+1x=1中解出再去证明,估计比较繁琐。已知条件相当于x2-x+1=0,而所求证者可变为x8+x4+1=0。然后加以证明。

证明:通过已知条件得x2-x+1=0,欲证x4+1x4=-1,只需证x8+x4+1=0。

而x8+x4+1=(x8+2x4+1)-x4=(x4+1)2-x4=(x4+x2+1)(x4-x2+1)=

[(x4+2x2+1)-x2](x4-x2+1)=(x2-x+1)(x2+x+1)(x4-x2+1)=0。证毕。

5.用“一般”指导“特殊”

按理来说,当问题在一般情形下的解答已经掌握,那么,特殊情形下的解答就应该是很容易的了。然而有时一个问题摆在面前,若不注意观察和思考,并不容易发现它是什么定理或公式的特殊情形,致使头绪茫然,无从下笔。如果经过分析发现是某一般原理的特殊情形,问题就迎刃而解了。

例5:求(x+3y)(3x+y)(x+y)2展开式中各项系数之和。

分析:实际将式子展开后再把各项系数相加,计算量较大。如果相乘的因式再多一些,这一方法将会遇到很大的困难。设想已将原式展开,系数是A、B、…E,而A+B+…+E只不过是当取值为1时原式的一个特殊值。

解:所求系数之和是(1+3)(3+1)(1+1)2=64。

6.从“特殊”中发现“一般”

当一个问题无从下手时,我们不妨先考察一下这个问题的特殊情况。当特殊情况获得了解决办法时,往往会对一般情况下的解决有所启示。一般属于特殊之中,这种做法是符合认识过程的。

例6:七人排成一排照相,其中甲、乙、丙三人要相邻,该有多少种排法?

分析:甲、乙、丙三人要相邻,不妨先把甲、乙、丙作为一个人来考虑,就是先不考虑他们三人的站位顺序,把这种特殊情况解决后再考虑一般情况。

解:若不计甲、乙、丙三人的站位顺序,即相当于五人照相共有5!=120种排法。而甲、乙、丙三人又有3!=6种排法,所以共有120×6=720种排法。

一个问题摆在面前,不一定非要把它认定为代数问题、几何问题或三角问题,这里没有严格的界限,有时也是分不清的。几何问题不必限定用纯几何的办法去解决,代数问题不必非要用代数方法解决不可。要从实际出发采用简便可行的解法,把所学过的知识作为一个大的系统,各部分之间的配合就可以产生新的功能。endprint

数学习题类型繁多、技巧灵活,不可能总结出一套普遍适用的解题法则,可它毕竟还是存在着某些规律,现就中学数学中常见的解题方法做一归纳。

1.用观察法解题

解任何数学题的第一步都是审题。而有些题目经全面观察之后,就可发现其特点,一旦抓住了这些特点,就可以使问题大大简化或纳入一种熟悉的模式,再不必去做繁杂的计算或论证。

例1:解方程(2+3+2-3)x=

6。

分析:我们注意到(2+3+

2-3)2=6,所以就想到了两边同时

平方的解法。这样就避免了采用两边取对数解题所带来的困难。

解:原方程两边平方,得[(2+3

+2-3)2]x=62,即6x=62,所以x=2。

2.将已知的条件变形以利于解题

在有些题目中,给定的条件不便于直接应用,而当留意到结论时将已知条件做某种变形后,就会使问题迎刃而解。

例2:设x2+x+1=0,求x14+x-14的值。

分析:方程x2+x+1=0无实根,估计求出x后再计算x14也不容易。但容易看出

(x-1)(x2+x+1)=x3-1=0,即x3=1,应用这一条件去计算或者容易一些。

解:x14+x-14=(x3)4x2+(x3)-5+x=x2+x=-1.

3.将结论或欲求解的对象变形以便于解题

有些题目从表面上看来,似乎难以一下子用上已知条件,而当把结论或欲求解的对象做适当变形后,就可以明显看到结论或欲求的对象与已知条件之间的关系,从而使问题获解。分析法就属于此类。

例3:如果A、B都是锐角且(1+tan A)(1+tan B)=2,全角求证:A+B=

π4。

分析:联系到已知条件,发现需将结论变形,证明tan(A+B)=1即可。

证明:tan(A+B)=tan A+tan B1-tan Atan B,

由(1+tan A)(1+tan B)=2,求得tan A=

1-tan B1+tan B,代入上式即得tan(A+B)=

1。证毕。

4.把已知条件和结论或欲求解的对象都进行变形

有些题目既不容易从已知条件推证到结论,也不容易从结论倒推至已知条件。但却可以把两者都进行变形,变至一个共同相关的形势,使之发生联系,促成问题解决。

例4:已知x≠0,x+1x=1,证明:x4+1x4=-1。

分析:由x+1x=1中解出再去证明,估计比较繁琐。已知条件相当于x2-x+1=0,而所求证者可变为x8+x4+1=0。然后加以证明。

证明:通过已知条件得x2-x+1=0,欲证x4+1x4=-1,只需证x8+x4+1=0。

而x8+x4+1=(x8+2x4+1)-x4=(x4+1)2-x4=(x4+x2+1)(x4-x2+1)=

[(x4+2x2+1)-x2](x4-x2+1)=(x2-x+1)(x2+x+1)(x4-x2+1)=0。证毕。

5.用“一般”指导“特殊”

按理来说,当问题在一般情形下的解答已经掌握,那么,特殊情形下的解答就应该是很容易的了。然而有时一个问题摆在面前,若不注意观察和思考,并不容易发现它是什么定理或公式的特殊情形,致使头绪茫然,无从下笔。如果经过分析发现是某一般原理的特殊情形,问题就迎刃而解了。

例5:求(x+3y)(3x+y)(x+y)2展开式中各项系数之和。

分析:实际将式子展开后再把各项系数相加,计算量较大。如果相乘的因式再多一些,这一方法将会遇到很大的困难。设想已将原式展开,系数是A、B、…E,而A+B+…+E只不过是当取值为1时原式的一个特殊值。

解:所求系数之和是(1+3)(3+1)(1+1)2=64。

6.从“特殊”中发现“一般”

当一个问题无从下手时,我们不妨先考察一下这个问题的特殊情况。当特殊情况获得了解决办法时,往往会对一般情况下的解决有所启示。一般属于特殊之中,这种做法是符合认识过程的。

例6:七人排成一排照相,其中甲、乙、丙三人要相邻,该有多少种排法?

分析:甲、乙、丙三人要相邻,不妨先把甲、乙、丙作为一个人来考虑,就是先不考虑他们三人的站位顺序,把这种特殊情况解决后再考虑一般情况。

解:若不计甲、乙、丙三人的站位顺序,即相当于五人照相共有5!=120种排法。而甲、乙、丙三人又有3!=6种排法,所以共有120×6=720种排法。

一个问题摆在面前,不一定非要把它认定为代数问题、几何问题或三角问题,这里没有严格的界限,有时也是分不清的。几何问题不必限定用纯几何的办法去解决,代数问题不必非要用代数方法解决不可。要从实际出发采用简便可行的解法,把所学过的知识作为一个大的系统,各部分之间的配合就可以产生新的功能。endprint

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