对《数学通报》中数学问题解答方法的思考

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  数学的本质在于揭示事物的一般规律,并运用一般规律指导人们发现问题并分析问题,从而找到解决问题的一般方法,数学的本质给我们解决问题提供了指导,即我们希望所给出的解答能自然、直接地揭示问题的本质;解答所蕴含的方法有普适性;解答所用方法有利于对问题做推广研究,以此作为标准,笔者发现《数学通报》“数学问题解答”版块有些问题所给出的解答构造性太强,思路通常不容易想到;有些问题的解答方法启发性不高,不具普适性;有些问题所用方法局限性较强,不利于问题的深入研究,这启发笔者对这些问题进行探索,找到更好的解决与研究问题的方法。
  1方法能否更直接自然
  著名数学史家M.克莱因曾说,“数学学科不是一系列的技巧,这些技巧只不过是它微不足道的方面,”有些问题的证明,技巧用的很好,但读者很难分析出作者为什么要用这一技巧,从而花了太多功夫在琢磨技巧上,忽略了對问题本质的探究。基础上,该不等式本身不难理解,但是要想到这样刻意的放缩技巧却不是自然的,另外,这样的解答会使得读者怀疑原问题是精心构造而来的,从而很难再对问题本身做深入的研究,这样就掩盖了原问题的魅力,事实上,按常规的方法解决这个问题会更自然,读者也更容易把握问题的本质。
  文[2]借助于最基础的均值不等式给出了一个朴素的证明,但是证明使用了一系列等价变换的技巧,使得整个证明过程迂回曲折,却不易想到。
  问题中所要证明的式子结构并不复杂,因而,为了达到利用均值不等式解决问题的目的所进行的构造必定使得步骤冗余。
  王芝平等倡导解题思路自然而然地展开[3],笔者颇为赞同,解决问题时,不被最终结果牵着鼻子走,思路自然而然,但还是能利用条件得到想要的结果,这样的思维过程是很美妙的,想来,读者能通过上面两个例子感受到。
  2方法能否推广到其他问题的解决
  数学以解决问题为核心,不同的问题所需要的方法往往是不同的,这是数学问题难解决的原因之一,但有许多数学问题具有相似的数学本质,解题时如能抓住问题的本质,往往能得到适用于一类问题的方法,产生事半功倍的效果,请看下面的例子。
  于是所证结论成立。
  本问题所用方法可以用来快速证明许多具有类似条件的问题,下面是两个例子。
  好的方法应该不仅能用来解决某一特定问题,还应该能够用来去解决某一类问题。
  3方法能否有助于问题的推广研究
  一般化是数学的重要研究方法。一般化通过抽象问题的本质,使命题得到加强,进而概括出一般的规律,从而达到发展知识或判断解法正确性的目的.[5]因而,一般化有助于我们对某一事物所反映出的普遍原理做研究。
  文[6]所给证明问题2201的方法很巧妙,但用来验证上述猜想的正确性则较为困难,借助于Cauchy不等式,不仅能更快捷、更自然地给出原问题的证明,而且能类似证明上述推广命题。
  问题2201的证明
  4结束语
  解决问题的方法往往是多种多样的,探索直接自然、具有普适性且利于问题一般化研究的解题方法对我们更好地认识问题的本质,进而更好地解决、研究问题起着重要的作用,希望本文能对读者在寻求问题的解决方法上提供些参考。
  参考文献
  [1]李显权.数学问题2151解答[J].数学通报,2013,52(12):59
  [2]邵志强.数学问题2235解答[J].数学通报,2015,54(4):63
  [3]王芝平,王敬华.让解题思路来的更自然一些[J].数学通报,2013,52 (2):43-46
  [4]邹守文.数学问题1714解答[J].数学通报,2008,47 (2):65-66
  [5]叶立军.数学方法论[M].杭州:浙江大学出版社,2008
  [6]胡林.数学问题2201解答[J].数学通报,2014, 53 (10):63
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