高中数学解题中妙趣横生的辩证思维
文/李红春(选自:高中数学之窗)(许兴华数学/选编)
【致谢】首先我们衷心感谢公众号《高中数学之窗》及作者李红春老师提供的优秀文章!让同学们好好阅读与学习!
点评:本题求解如此复杂,如何想到的?其实,首先由已知条件可联想特例,由特例f(x)=cosπx猜测抽象函数f(x)也该有如下性质:如偶函数、有周期性、f(0)=1等,辨别哪些条件对解题有帮助,再一一从一般情况证明,基于这些性质,再将问题解决.
3、繁与简
当我们面临的是一道结构复杂、难以入手的题目时,要设法把转化为一道或几道比较简单、易于解答的新题,以便通过对新题的考察,启迪解题思路,以简驭繁,解出原题.
点评:本题从整体上入手比较困难,退回局部分析,局部研究清楚后整体便不攻自破.形式上的简单,有时是思维上的复杂,形式上的复杂有时却是思维的简单,这同样是一种智慧.
4、分与合
分类讨论是数学中重要的数学思想,很多数学问题因要考虑的情形较多,一般分开研究再综合一起,但也不能形成思维定势,有时不分反而是一种智慧.
点评:对于“连不等式”,通常是分成两个分式不等式单独求解,再取交集,本题的解答反其道而行,让人耳目一新,其中蕴含的哲理却相当深刻,数学解题要善于变通,不可思维单一.
5、主与次
“横看成林侧成峰”,不同的角度看到的问题不尽相同,解数学题要学会统揽全局,尤其是遇到多重限制条件时更要分清主次,换位思考.
例5、从6人中选出4人分别去巴黎、伦敦、悉尼、莫斯科四个城市旅游,要求每个城市有1人游览,要求每个人只游览一个城市,且这6个人中甲乙不去巴黎,则不同的选择方案共有______.
点评:本题涉及“地点”和“人员”两个要素,分析问题时,以哪个要素为“主导”,虽然有随意性,但难易程度迥然不同.
6、进与退
数学解题就是一个不但转化的过程,将未知的转化为已知的,陌生的转化为熟悉的,形式繁杂的转化形式为简单的过程,但也不是绝对的.
7、正与反
“正难则反”,本质是一种“转换”的数学思想,是一种打破常规思维,采用逆向思考的解题策略.但一个问题正面的确很复杂,是否真的需要从反面入手也是充满智慧,需要因题而异的.
点评:本题如果不深入思考,从正面入手确实需要分7种情况讨论,因此大部分人会选择从反面入手,但如果你细心理解两个集合“并集”的概念就是指“元素至少来自其中一个集合”,你会恍然大悟.
8、静与动
唯物辩证法认为,世间万事万物都处于运动状态之中,运动是绝对的,静止是相对的,动中有静,静中有动.只有在运动的事物中寻求相对的静止,才能把握事物的本质,只有用运动的观点看待事物,才能把握事物的全貌,二者是辨证统一的关系.数学中的很多问题,就体现着这样的辩证关系.
点评:本题题干中指明了点为定点,为何分析时偏偏看成动点?这其中是充满智慧的,动中觅静,静中思动,以静制动,动静结合,这是数学解题中的辩证法.
9、实与虚
“ 虚”与“实”实际上是一对对立统一体,解题中如果一味“求实”,有时会“山穷水尽”,智慧的“就虚”有时能“柳暗花明”.
点评:函数的零点客观存在,但精确值无法求出,如果一味的纠结,将寸步难行,采用“虚设零点”的方法巧妙将障碍绕过去,体现了“避实就虚”的思想.
数学是一种文化,数学教育的基本宗旨是实现“人”的培养,在数学解题中教会学生用辩证的思维看待问题,既能激发大家学习数学的兴趣,又能防止思维固化,提高思维的灵活性,真是大有裨益.
【作者简介】李红春,湖北黄陂人,中学高级教师,中国教师发展网新高考研究院特聘研究专家,武汉市高中命题库核心成员,《中学数学》(高中版)特约编委.黄鹤英才卢琼名师工作室成员,“全国数学联赛优秀教练员‘’、“武汉市优秀青年教师”、“武汉市优秀备课组长”,“武汉市优秀主讲专家”,黄陂区学科带头人,近5年在《数学通讯》等国家级、省级教育教学期刊上发表论文200余篇.