APP下载

浅析如何利用化归思想提升解题效率

2022-11-09贾大雷

数学教学通讯 2022年30期
关键词:定义域解题函数

贾大雷

江苏省徐州市铜山区夹河中学 221100

高中数学题目多变,尤其是高考数学题目更新颖别致,面对这些多变、新颖的题目学生难免会感觉陌生,那么如何去找到解决问题的切入点和突破口呢?笔者认为,当遇到复杂的、陌生的题目时,要结合已有经验将问题向简单化和熟悉化转变,从而降低问题难度,打开解题的思路,成功解决问题.要实现这种转变就需要重视学生化归思想的培养.笔者通过具体案例浅谈化归思想在函数中的应用,借此全面提升学生的能力.

夯实基础,化归更自觉

坚实的基础是解题策略实施以及数学思想培养的动力源,若教学中仅谈如何培养学生的数学思想而不重视基础知识的积累,那么数学思想就犹如空中楼阁,虽然美好却难以落地.因此,教学中要重视对“三基”的培养,同时要注意引导,使学生在学习的过程中注意对方法和规律的总结,从而潜移默化地培养学生的数学思想,使学生在解题中可以自觉地、灵活地运用.

例如,若想利用好函数的奇偶性,学生应先掌握函数的定义,理解函数的特点,对函数图像及其特点也要熟记入心,只有将这些基础都吃透,应用时才能得心应手.

例1偶函数f(x),定义域为[-2,2],当x≥0时,函数为减函数.如果f(1-m)<f(m),试求m的取值范围.

本题求解时很多学生都想从函数的定义域出发,虽然能确定1-m和m在区间[-2,2]内,但不能确定1-m和m哪个在[-2,0]内、哪个在[0,2]内,因此,若按照这个思路求解需要进行烦琐的分类讨论.众所周知,虽然分类讨论可以化大问题为小问题,从而实现化繁为简的转化,然若分类步骤过多可能会需要较多的时间,而且若分类不清会使出错的概率大大提升.因此,利用分类讨论求解该问题并不是最优解决方案,解题时要尽量规避分类讨论.另外,采用分类讨论的思路,烦琐的步骤、复杂的过程容易使学生出现畏难情绪,从而失去继续探究的动力.基于此,教师要及时进行引导:

师:学习奇、偶函数时有这样两个等价关系还记得吗?

应用化归思想使解题过程更加简洁方便,极大地增加了学生解题的信心,当学生再解决类似的函数问题时会自觉地尝试化归转化.

分析探究,化归更灵活

探究是数学学习的必经之路,只有经过不断的探究才能更好地将新知内化至已有认知体系中,从而促进知识体系的完善,为知识的转化和迁移提供动力源.同时,通过探究可以提升学生的总结归纳能力,使学生能抓住问题的本质,掌握数学思想的精髓,推动数学思想的发展.

函数是高考的核心考点之一,虽然教学时对函数部分进行了重点讲解和重点练习,然因涉及的知识点众多,学生面对部分函数问题求解时仍然会感觉束手无策,难以找到解题的突破口.为了改变这一现象,部分教师采取了直接讲授法,然因题目多变,直接讲授未能达到预期效果.为了引导学生发现已知与未知间的联系,从而找到解决问题的突破口,教学中教师不妨引导学生进行分析探究,在分析探究的过程中发现问题的本质特征,找到解题的规律,进而总结归纳出解题思路和解题方法,提升解题能力.

例如,解决二次函数最值问题时,学生常用图像法或代数法,然对于一些含参的二次函数用该方法求解,其求解过程会较为复杂,故解题时教师可以引导学生进行问题转化,从而找到解题的最优方案.

例2二次函数f(x)=ax2+x-a,其中

本题求解时若直接从二次函数的思路入手,显然计算复杂,不易求解,因此需要转换思路,换个角度观察.若将a看成主元,将x看成参数,则有g(a)=(x2-1)a+x,转换后即变成了一次函数问题,降次后运算步骤及运算难度都会大大降低.结合已知,进行分类讨论:①x2-1=0;②x2-1≠0.这样通过化归转化和分类讨论,解决问题也就水到渠成了.

求解函数的值域问题,虽然有多种方法,然根据解析式特点进行化归转化为解题通法,应用此方法往往使解题过程和运算过程更简便,可以看作解决此类问题的最佳方案.

在求解过程中,让学生经历探究过程,使其参与解题教学,不仅可以提升学生参与的积极性,还可以在探究过程中涌现出许多新思路或新想法,使课堂气氛更加生动.另外,在教学中渗透化归思想,相当于为学生架设了一座从已知通往未知的桥梁,使已知与未知的转化更流畅,解题更高效.

举一反三,化归更高效

高中数学各章节虽然有明显的划分,然知识点之间往往存在着千丝万缕的联系,这种联系就是转化的开端.因此,学习数学要关注知识点之间的联系,关注知识体系的建构.函数可谓贯穿了高中数学的始终,到处都有其具体的应用,如不等式问题或方程问题可以转化为函数问题,借助函数图像,通过数形结合找到解决问题的突破口;当然,有时解决函数问题也往往需要将其转化为方程问题或不等式问题.无论相互之间如何转化,其目的都是使题目变得更加直观和简单.在解题教学中,学生应注意观察和分析题目的特点,从具体问题出发,切勿因盲目套用而使问题更加抽象和复杂,得不偿失.

例4已知函数f(x),a≤x≤b,其中a+b>0,试求g(x)=f(x+z)+f(x-z)的定义域.

本题为求函数定义域的问题,若从函数的角度进行思考,结论会过于抽象,感觉无从下手,故需要将其转化为不等式问题,这样可使问题变得更加直观,而且求解过程也会更加熟悉,有助于提升学生的解题信心和解题积极性.

求解时教师不让学生急于下手,而是通过合作交流一起认真解读已知和结论,通过交流、观察和探究建立不等式组推导关于x的不等式组,结合z>0可得a-z<a+z,b-z<b+z.又az<b+z,若使g(x)的定义域非空,则满足a+z<b-z即可.分析至此,g(x)的定义域便能准确得出了.

利用化归思想实现了由函数向不等式的转化,使问题迎刃而解.通过化归使知识点之间的联系变得更加直观,有利于学生知识体系的完善.

虽然对化归思想的理解学生还仅仅停留于表面,然学生对化归思想的应用却并不陌生,其在数学学习中无处不在.作为重要的数学思想,化归在数学学习中有着广泛的应用,其有利于训练学生的数学思维,使学生在解决问题时可以从不同角度、不同渠道去思考,通过知识点之间的联系将问题向有利于求解的方向转化.

总之,应用化归思想可使问题的转化更具方向性,可使知识点之间的联系更加直观,可使解题方法更加简单.因此,在数学教学中,教师应重视渗透化归思想,将其融入“三基”,通过潜移默化的引导和应用使学生形成化归意识.这样,当学生面对新知识、新问题时可以运用已有知识和已有经验,通过观察、分析、思考,使问题从陌生向熟悉转化,从而提升解题效率.

猜你喜欢

定义域解题函数
用“同样多”解题
设而不求巧解题
如何求抽象函数的定义域
二次函数
第3讲 “函数”复习精讲
用“同样多”解题
二次函数
函数备考精讲
抽象函数定义域的四种类型
Poincare映射的定义域