高中函数教学中化归思想的应用探究
2019-01-11江苏省海门实验学校周英亮
江苏省海门实验学校 周英亮
化归思想的全称是转化和归纳,指的是将一个问题由繁化简、由难化易,属于一种解题方法与思想策略,主要应用在数学领域。在高中数学函数教学中应用化归思想,主要特点就是将问题变得熟悉化、简单化与程序化,引导学生使用固有的知识和经验来解决复杂问题,使其找到解决函数问题的科学方法与过程,培养他们的合作意识、探究能力和解题能力。
一、合理应用数形转化,函数问题直观形象
数学由代数与几何两大部分构成,代数对应的是数字,几何对应的是图形,高中数学同样如此,这为化归思想的应用提供了良好契机。教师需合理应用数形转化,这是一种相当关键的化归思想,也是函数教学中比较常见的一种解题方法。在高中数学函数问题中,不少数量关系的概念虽然较为抽象,但是富有一定的几何意义,教师可巧妙借助数和形间的转化,将数形整合起来,使函数问题变得形象化和直观化,让学生快速找到解决问题的突破口。
上述案例,学生根据题目中函数“有两个零点”这一条件进行数形转化,利用数形结合把“数”的问题转化成“形”的问题,函数问题变得直观化,使其运用解析几何知识来解决。
二、一般到特殊转化,达到化难为易的目的
一般到特殊转化属于划归思想的主要体现形式之一,在高中数学教学中应用得十分广泛。针对高中数学函数教学而言,当遇到的函数问题很难通过一般方法来解决时,教师可指导学生采用特殊方法来求解,通常可以有效、快速地解决问题,最终实现化繁为简、化难为易的目的。高中数学教师在函数教学中,应引导学生采用一般向特殊转化的化归思想,把烦琐复杂的问题化归为浅显简单的问题,使其在分析和探究简单问题中找到解决方法。
例如,已知函数f(x)(x∈R且x>0)对于定义域内的任意实数x,y,均满足f(xy)=f(x)+f(y),且当x> 1 时f(x)> 0,证明:方程f(x)=0有且仅有一个实根。解析:这是典型的抽象函数问题,采用化归思想可以将一般问题做特殊化处理。解答:在定义域内任取0<x1<x2,则根据题意得知f(y)=f(x),那么函数f(x)在定义域内是增函数;令x=y=1,则f(1)=2f(1),f(1)=0。所以1是方程f(x)=0的一个实根,假如还存在一个x0,且x0>0,使得f(x0)=0,由于函数f(x)在定义域内是增函数,必有x0=1,所以方程f(x)=0有且只有一个实根。
如此,在处理这类抽象函数问题时,运用一般向特殊转化的化归思想,可以辅助学生更好地判断和分析,使其受到启发,确定解题思路,让他们思考与总结解法,真正实现化难为易。
三、巧妙引入正反转化,拓展学生解题思路
高中生在学习函数知识过程中,针对部分函数问题的解决,假如按照正常思维从正面分析和解答,解题过程显得极为烦琐,通常让学生感到十分棘手,极易出现计算错误,影响他们的解题自信。高中数学教师在具体的函数教学中,可以引领学生从反面对问题进行分析与处理,巧妙引入正反转化的化归思想,使学生的思维变得豁然开朗,拓展他们的解题思路,使其获得更多的解题启示与途径,将函数问题变得简化,提升自身的解题速度与正确率。
针对上述案例,教师在指导学生解答该类函数问题时,要敢于突破传统思维与模式的限制,实现由正面向反面的自然转化,使其拓展自身的解题思路,并有效降低问题难度。
总之,在高中函数教学活动中,教师需要紧密结合函数知识的特点与规律实施教学,灵活运用化归思想来解题,包括数形转化、一般向特殊转化、正反转化等方法,帮助学生找到高效的解题技巧,改善他们的数学思维品质和解题水平。