构建平面与空间联系,合理类比推理与应用
2024-08-25唐娟林晴宇闫歌航王程瑞
摘要:现实生活中常用的一种推理方法就是类比推理,其是分析与解决问题中比较常用的一种创新性思维能力与方法.而“二维”平面到“三维”空间之间的类比推理,是其中最为重要的一种基本类型,结合平面与空间之间联系的一些常见题型,合理归纳总结,巧妙类比推理,剖析推理与运算过程,有效指导数学教学与复习备考.
关键词:平面;空间;类比推理;向量;定理
开普勒说过:“我珍视类比胜过任何别的东西,它是我最可信赖的老师,它能揭示自然界的秘密.”
类比推理是合情推理中的一种基本形式,是基于两类相似对象中其中一类对象的某些特征性质,进而分析并推出另一类对象也具有相应的特征性质的推理.借助类比推理的创设及其逻辑思维与应用,可以有效构建平面与空间之间的联系,由平面问题深化并类比到空间问题,合理提出一个新问题,给学生以全新的视角来分析与应用,实现“二维”到“三维”的升维拓展,成为研究空间几何问题中比较常见的一类命题方式,倍受各方关注,要加以高度重视.
1 由平面向量到空间向量的类比
2 由平面定理到空间定理的类比
3 由平面公式到空间公式的类比
点评:由熟悉的知识点入手加以类比推理,是类比思维的一个重点.这里抓住平面内点到直线的距离公式的结构特征,通过类比推理,即可拓展到空间内点到平面的距离公式.从平面到空间的类比,由“二维”到“三维”合理加以升维处理,进而将平面几何问题中的一些相关结论合理类比到立体几何中去,抓住公式的内容与结构特征是类比的关键.
4 由平面方程到空间方程的类比
点评:由平面几何中的相关问题到空间几何中的相关问题的类比过程中,[JP+1]这里将“二维”中的平面直角坐标系场景拓展到“三维”中的空间直角坐标系,而对应平面内的圆就类比成空间中的球面,由此通过“二维”场景下的方程构建类比到“三维”场景下的方程问题.
“类比是一个伟大的引路人.”(波利亚)
类比推理可以为一些相关问题的探索、发现、创新等方面提供一些非常有用的尝试,给问题的分析与解决提供一些思维与方法.从平面问题入手,合理类比推理,上升到空间问题,由此在猜想的基础上加以合理的逻辑推理与数学运算等,很好落实数学“四基”,全面提升数学能力,对于创造性与想象力的培养有很好的效果.