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正确实施化归 优化解题策略

2015-03-30陈朝华

新课程·中学 2015年1期
关键词:数与形椭圆解决问题

陈朝华

在解数学问题时,我们经常遇到一些问题直接求解较为困难,通过仔细审题、认真观察、分析、类比、联想等思维过程,选择运用恰当的数学方法并进行变换,经常可以将原问题转化为一个已知知识范围内容易解决的问题,达到解决原问题的目的,这一思想方法称为化归与转化思想.

化归与转化思想的实质就是揭示联系,实现转化。可以说除了简单的数学问题以外,每一个数学问题的解决都是通过转化为已知问题来实现的。从某种意义上来说,数学的解题过程就是从未知向已知,从复杂到简单的化归与转化过程。化归与转化思想是解决数学问题的根本思想,数学中的转化比比皆是。如,未知向已知转化,不规范问题向规范问题转化,复杂问题向简单问题转化,新知识向旧知识转化,命题之间的转化,数与形的转化,空间与平面的转化,多元向一元转化,无理向有理转化,高次向低次转化,函数、方程、不等式之间的转化等等,都是转化思想的体现.

我们学习化归方法的根本目的是为了有效地解决数学问题,并在解决问题的过程中培养自己的数学思维能力,从而促进自己数学思维的发展.

一、熟悉化原则:将陌生的问题化归为熟悉的问题,以便运用熟悉的知识、经验来解决

分析:这是学生陌生的问题。首先点M在圆C1上运动,点N在圆C2上运动,点P又在x轴上运动。三者都在动,很难上手。如果我们能考虑到曲线C1,C2是轴对称图形,于是我们可以先计算出PC1+PC2的最小值。结合几何意义容易发现将这个最小值减去两个圆的半径之和,即可得到PM+PN的最小值。这样问题又转化为在x轴上找一点P,使得PC1+PC2,最小,这便是我们初中熟悉的问题了.

先求PC1+PC2的最小值.

二、直观化原则:将比较抽象的数学问题化归为形象直观的问题来解决

例2.(2014·镇江一模)在平面直角坐标系xOy中,已知点P(3,0)在圆C:x2+y2-2mx-4y+m2-28=0内,动直线AB过点P且交圆C于A,B两点,若△ABC的面积的最大值为16,则实数m的取值范围为

数与形的和谐统一,往往使解题更生动,用数形结合方法解题,关键是几何模型的建立,以及有关几何性质的熟练掌握,学生在平时要加强这方面的训练.

三、简单化原则:将复杂的问题化归为简单的问题,通过对简单问题的解决,达到解决复杂问题的目的,或者获得解决某种复杂问题的解题启示和依据

例3.若椭圆上存在点P,使得点P到两个焦点的距离之比为2∶1,则此椭圆离心率的取值范围是

分析:这个问题似乎比较难下手,如果设点P到两个焦点的距离分别为k,2k,则k+2k=3k=2a与焦距2c的关系无法确定,这时就要考虑简单情况——特殊情况椭圆上距离焦点最近距离为a-c,最远距离为a+c,再利用三角形两边之差小于第三边来解.

分析:双曲线是对称图形(中心对称与轴对称),利用双曲线的定义可得AF2=AF1-2a,

AP+AF2=AP+AF1-2a的最小值,于是三点F1,A,P共线是最小.

解析:AP+AF2=AP+AF1-2a,要求AP+AF2的最小值,

分析:在正项等比数列{an}中,因为a1a1,從而得到q1006>1,q>1,∴数列{an}是递增数列,如果试图通过对数列求和,问题的求解就变得相当棘手。如果能利用等比数列和谐性质:对于任意的正整数m,n,p,q,当m+n=p+q时总有am+an=ap+aq成立来解,问题就变得简单多了.

化归与转化思想方法是中学数学解题中的一种重要的、基本的思想方法,这方面能力的高低可以看出一个人解题的素质、掌握知识的程度和运用知识的能力。学生在学习解题过程中要刻意渗透,不仅要注意提高数学教学质量的近期效果,而且要努力提高自己分析问题与解决问题的能力,培养自己素养的远期作用.

总之,化归与转化思想贯穿于中学数学解题的始终,化归与转化的方法精彩纷呈、不胜枚举!学生必须深刻理解化归与转化的精髓,把握化归与转化的方法.只有这样,才能进一步提高分析问题和解决问题的能力.

编辑 薛直艳

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