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确立条件优先之策略合理规划运算之思路
——以二次根式计算(化简)为例

2015-05-25江苏省张家港市梁丰初级中学邵美琴

中学数学杂志 2015年1期
关键词:根式化简式子

☉江苏省张家港市梁丰初级中学 邵美琴

确立条件优先之策略合理规划运算之思路
——以二次根式计算(化简)为例

☉江苏省张家港市梁丰初级中学 邵美琴

在二次根式的教学中,无论是二次根式的计算,还是二次根式的化简,学生都十分容易出现运算方面的错误.究其原因:一方面是学生对基本概念掌握不牢,对基本法则掌握不透,易发生这样或那样的错误;另一方面是二次根式的计算(化简)中,常常会涉及有理数的计算、整式的乘法和分式的化简等知识,有的学生这方面的知识本身比较薄弱,综合运用数学知识的能力不够,有些二次根式中含有较多的字母,而且这些字母大多数情况下是有限制条件的或者隐含着条件,学生在计算(化简)时经常会忽略这些条件,出现各种各样让人意想不到的错误.针对上述情况,在我们平时的课堂教学中,首先,要把二次根式的基本概念、基本法则讲清楚、讲透彻,特别要注重基础性问题的训练,使得学生对基础知识、基本技能达到熟练掌握的程度;其次,要培养学生理性审题的习惯,学会认真分析二次根式中所含式子(数据)的形式、隐含的条件,确立条件优先、运算其次的意识,在计算的过程中,要不断进行方法的比较,让学生掌握运算的要领、规律以及注意事项,使得方法不断优化,思维更加完善.下面结合笔者课堂教学的实例,进行一些简单的分析,以期对读者有一定的启迪.

一、“数据”处理优先,运用法则其次,让计算过程顺畅、自然

在二次根式的计算中,有些问题常常会涉及比较复杂的数据,如果直接使用法则忙于把每个式子作计算,因步骤繁多,难免会出现运算错误.因此,我们应先把相关的数据进行处理,通常的做法是将小数化为分数,将带分数化为假分数.这样处理后再应用法则,就能一鼓作气进行约分等计算,使得计算的过程顺畅、自然,提高运算的速度与正确率.

点评:鲁迅说,世间最不行的是读书者,较好的是思考者,更好的是观察者,他是用自己的眼睛去读世间的这部书.我们解题时也一样,首先要学会观察、分析,然后多角度、多维度地思考,寻求不同的解题思路,通过尝试、比较,选择最佳的解题方案.有意识地加强这方面的训练,学生的思维会更加完善,解决问题的方式才会变得更为灵活.

二、“式子”观察优先,应用性质其次,让条件变得简约、明晰

在二次根式的化简中,有些问题的题设条件较少,常常需要我们优先观察、整理式子,从基本概念出发,弄清条件与概念之间的有机联系,为解题思路的确立做好铺垫.著名数学教育家波利亚曾说:“回到定义中去”.此时,我们的解题世界常常会别有洞天.

此时,x+1>0,x-2≤0,因此,|x+1|-|x-2|=x+1-(2-x)= 2x-1.

解法2:观察方程两边的特征,可知{x≥0,解得2-x≥0,0≤x≤2.

以下同解法1.

点评:解法1关注左边的被开方数可以通过因式分解整理化简,再利用绝对值及二次根式的定义找到解题的突破口,让条件变得简约、明晰,应用起来也顺理成章;解法2回到了定义,回归到了基础,由二次根式的定义可得到“二次根式的双非负性”,即:①中,a≥0;②≥0,利用这一性质解题是我们常用的方法之一,在二次根式的教学中,应当予以加强.

所求实数m的值为0、1、3.

点评:求解含参数的方程的整数解是初中数学竞赛中最常见的题型,利用“二次根式的双非负性”确定上述方程实数根的取值范围是解决本题的关键,而分类讨论则是解决方程整数解问题最常用、最有效的方法.问题的解决足以说明:知识经验是解题的基础,联想转化是解题的关键,良好的认知建构是解决问题的保障.

三、确定字母范围优先,根式化简其次,让恒等变形有依据、有目标

数学家克莱因说过:“数学是人类最高超的智力成就,也是心灵最独特的创作,音乐能激发或抚慰情怀,绘画使人赏心悦目,诗歌能动人心弦,哲学使人获得智慧,科学可改善物质生活,但数学能给予以上一切.”面对相同的式子,不同的人会有不同的解决之道,而有时字母范围的优先确定,会让我们少走许多弯路、错道,让恒等变形的过程变得科学、合理.

解法2:同解法1得x<0.

点评:学生在解答本题时,往往不考虑x、y的取值范围,误认为它们都是正数,不挖掘x的隐含范围,急于求成,造成各种各样的错误.因此,不管是解法1还是解法2,都必须优先确定字母x的取值范围,才可能获得正确的结果.解法1注重通性通法,利用了分母有理化和绝对值的概念,由“内”而“外”、有条不紊地进行化简;解法2“里”应“外”合,出奇制胜,把非负数-x看作一个整体,由“外”向“内”进行合理的运算,解法也相当简洁,让学生充分体会了逆向思维的独特性.同时告诉学生,在运用二次根式的性质解题时,既要注重性质成立的条件,又要学会性质的“正用”与“逆用”.特别地,将字母因式从根式“内”移到根式“外”或从根式“外”移到根式“内”,都必须考虑字母因式隐含的条件.

的值.

解:由题意知x+y<0,xy>0,所以x<0,y<0.

四、等价转化条件优先,代入演算其次,让条件与结论之间有桥梁、有衔接

著名的数学家、莫斯科大学教授C.A.雅洁卡娅曾在一次向数学奥林匹克参赛者发表《什么叫解题》的演讲时提出:“解题就是把要解的题转化为已经解过的题”.在二次根式的计算中,很多问题的条件是以无理式给出的,它与结论之间的联系并不十分明显,直接应用往往需要经过比较烦琐的运算过程,解题的正确率会降低.因此,在平时教学中,我们应当引导学生仔细审题,静心观察,学会等价转化条件,构建条件与结论之间的桥梁.

点评:通过观察数的特征,顺利地构造了对称式这种整体,把烦琐的无理数转化为有理数,这是快速解决本题的关键,也是提高解题正确率的有效途径.需要注意的是:在数学操作中实施等价转化时,我们要遵循熟悉化、简单化、直观化、标准化的原则,即把我们遇到的问题,通过转化变成我们比较熟悉的问题来处理,数学的解题过程,就是从未知走向已知、从复杂过渡到简单的化归转换过程.

点评:布鲁纳指出:掌握数学思想方法可以使数学更容易理解和记忆,更重要的是:领会数学思想方法是通向迁移大道的“光明之路”.本例通过对条件等式两边平方,把无理方程转化为大家熟悉的有理方程,视x+2为一个整体,让条件与结论之间有了很好的衔接,使得解答过程巧妙、简捷.

初中数学教学中,提高学生的运算能力是贯彻始终的一项任务,一方面教师备课时要钻研教材,研究学生,精选例题与习题,上课时要讲清、讲透,示范到位,有效训练;另一方面要加强师生之间的交流与沟通,用爱心唤起他们对教师和数学的兴趣,及对自己学习数学的信心,切实提高运算的正确率.最后,我们还应当注意以下两个问题:一个是防止学生运算错误的发生,一个是学生产生了错误怎样去纠正它,这两者是互相联系的,两者相比,“防”重于“治”.在二次根式的教学中,我们更应该做好这些基础性的工作.WG

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