转化的思想在解题中的应用

来源 :考试·中考版 | 被引量 : 0次 | 上传用户:dartal_1999
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  客观事物在不断地运动变化,事物之间在互相转化.反映在数学上的转化思想就是在处理问题时,把待解决或难解决的问题,通过某种转化,变为一类已经解决或比较容易解决的问题,最终求得原问题的解决.波利亚指出:“解题过程就是不断变更题目的过程”. 转化思想就是要求我们换一个角度去看,换一种方式去想,换一种观点去处理,以使问题朝着有利于解决方向不断变更,从不同的角度和特征出发,把同一问题用不同的形式在不同的水平上转化出来.转化就如同“翻译”,通过“翻译”,不仅使我们对能解决问题不再停留在解决的层面上,而且让我们能站得更高、看得更清、想得更好、表叙得更简洁,做到既知道有幾种解法,又明白以怎样方向入手去解才是最简.下面举例说明.
  1. 换一个角度去看
  例1 若正数a、b满足ab=a+b+3,则ab的取值范围是 .
  分析 本题有多种解法,此题若由ab=a+b+3想直接推出ab的取值范围是走不通的,现在只能换一个角度,用转化的思想,由于a、b是正数,显然a+b≥2成立,当且仅当a=b时取等号.把等式ab=a+b+3转化为关于ab的不等式ab≥2+3,这是关键的一步.解不等式ab-2-3≥0得≥3或≤-1(舍去),∴ ab≥9.即ab的取值范围是[9,+∞)?摇.
  2. 换一种方式去想
  例2 如果实数x,y满足(x-2)2+y2=3,那么的最大值是 .
  分析 本题看上去并不难,就两句话,但真做起来却不容易,难在习惯的思维方式难以直接将转化为数学关系式.因此,解决本题关键是要换一种方式去想.需要考虑两个式子所表示的几何意义.由于方程(x-2)2+y2=3表示的曲线以A(2,0)为圆心,以为半径的圆(如右图所示),满足方程的x,y是圆上的点P(x,y);而是坐标原点(0,0)与圆上各点连线的斜率,所以题目可转化为求原点(0,0)与圆上各点连线的斜率的最大值.结合图像,易知直线y=kx与圆(x-2)2+y2=3相切的时候,直线OP的斜率k就是所求斜率的最大值.即所求的最大值是.
  3. 换一种观点去处理
  例3 已知下列三个方程:x2+4ax-4a+3=0,x2+(a-1)x+a2=0,?摇x2+2ax-2a=0中,至少有一个方程有实根,求实数a的取值范围.
  分析 此题若采用正面讨论,则必须分成“有且只有一个方程有实根”,“有两个方程有实根”和“三个方程全部有实根”三种不同情况来讨论,求解过程将会非常复杂.所以,换一种观点去处理,应采用补集和反证法的思想来求.
  若方程没有一个有实根,
  则有16a2-4(3-4a)<0(a-1)2-4a2<04a2+8a<0
  解之得:-  ∴满足三个方程至少有一个方程有实根的a的解集是(a|a≥-1,或a≤-)
  以上的例题,也从一个侧面体现化归思想方法在中学数学解题中的重要地位.利用转化思想解题时,转化的途径和方法不一定相同,但有一个共同的规律,就是在待解决的问题和已解问题之间架起一个联系的桥梁,这就是知识之间的“关系键”,这就要求我们在学习数学的过程中,要不断地构建知识结构,形成知识网络,要领悟蕴含在数学内容之中的数学思想方法,这些都是提高数学解题能力的条件和基础.但在应用转化的思想解题时应注意以下几点:
  一、 注意紧盯转化目标,保证转化的有效性、规范性
  转化作为一种思想方法,应包括转化的对象、转化的目标、以及转化的方法、途径三个要素.因此,转化思想的实施应有明确的对象、设计好的目标、选择好的方法.而设计目标是问题的关键.设计转化目标时,总是以课本中那些基础知识、基本方法在应用上已形成固定的问题(通常称为规范性问题)为依据,而把要解决的问题转化为成规律性的问题(即问题的规范化).转化能不能如期完成,与转化方法的选择有关,同时还要考虑到转化目标的设计与转化方法的可行性、有效性.因此,在解题过程中,始终必须紧紧盯住转化的目标,即始终应该考虑这样的问题:怎样才能达到解原问题的目的.在这个大前提 下,实施的转化才是卓有成效的,盲目地选择转化的方向与方法必将走入死胡同.
  二、 注意转化的等价性,保证逻辑上的正确
  转化包括等价转化和非等价转化,在中学数学中的转化多为等价转化,等价转化要求转化过程中的前因后果既是充分的, 又是必要的,以保证转化后的结果为原题的结果.
  三、 注意转化的多样性,设计合理的转化方案
  在转化过程中,同一转化目标的达到,往往可能采取多种转化途径和方法.因此研究设计合理、简捷的转化途径是十分必要的,必须避免什么问题都死搬硬套,造成繁难不堪.
  可见,转化的思想方法是数学中最基本的思想方法.转化就是从不同的角度、方式、观点和特征出发,灵活地把同一问题用不同的形式在不同的水平上转化出来,而且这种转化在实际解题中要多次地使用.数学中的一切问题的解决都离不开转化.如数形结合思想体现了数与形的相互转化;函数与方程思想体现了函数、方程、不等式间的相互转化;分类讨论思想体现了局部与整体的相互转化,以上三种思想方法都是转化思想的具体体现.各种变换方法、分析法、反证法、待定系数法、构造法等都是转化的手段.所以说,转化是数学思想方法的灵魂.
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