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高中數(shù)學(xué)轉(zhuǎn)化化歸思想與邏輯劃分思想例題講解
一、數(shù)學(xué)解題中轉(zhuǎn)化與化歸思想的應(yīng)用
數(shù)學(xué)活動的實質(zhì)就是思維的轉(zhuǎn)化過程,在解題中,要不斷改變解題方向,從不同角度,不同的側(cè)面去探討問題的解法,尋求較好方法。
在轉(zhuǎn)化過程中,應(yīng)遵循三個原則:
1、熟悉化原則,即將陌生的問題轉(zhuǎn)化為熟悉的問題;
2、簡單化原則,即將復(fù)雜問題轉(zhuǎn)化為簡單問題;
3、直觀化原則,即將抽象總是具體化.
策略一:正向向逆向轉(zhuǎn)化
一個命題的題設(shè)和結(jié)論是因果關(guān)系的辨證統(tǒng)一,解題時,如果從下面入手思維受阻,不妨從它的正面出發(fā),逆向思維,往往會另有捷徑.
例1 :四面體的頂點和各棱中點共10個點,在其中取4個不共面的點,不共面的取法共有__________種.
A、150 B、147 C、144 D、141
分析:本題正面入手,情況復(fù)雜,若從反面去考慮,先求四點共面的取法總數(shù)再用補集思想,就簡單多了.
10個點中任取4個點取法有 種,其中面ABC內(nèi)的6個點中任取4點都共面有 種,同理其余3個面內(nèi)也有 種,又,每條棱與相對棱中點共面也有6種,各棱中點4點共面的有3種, 不共面取法有 種,應(yīng)選(D).
策略二:局部向整體的轉(zhuǎn)化
從局部入手,按部就班地分析問題,是常用思維方法,但對較復(fù)雜的數(shù)學(xué)問題卻需要從總體上去把握事物,不糾纏細節(jié),從系統(tǒng)中去分析問題,不單打獨斗.
例2:一個四面體所有棱長都是 ,四個頂點在同一球面上,則此球表面積為( )
A、 B、 C、 D、
分析:若利用正四面體外接球的性質(zhì),構(gòu)造直角三角形去求解,過程冗長,容易出錯,但把正四面體補形成正方體,那么正四面體,正方體的中心與其外接球的球心共一點,因為正四面體棱長為 ,所以正方體棱長為1,從而外接球半徑為 ,應(yīng)選(A).
策略三:未知向已知轉(zhuǎn)化
又稱類比轉(zhuǎn)化,它是一種培養(yǎng)知識遷移能力的重要學(xué)習(xí)方法,解題中,若能抓住題目中已知關(guān)鍵信息,鎖定相似性,巧妙進行類比轉(zhuǎn)換,答案就會應(yīng)運而生.
例3:在等差數(shù)列 中,若 ,則有等式
( 成立,類比上述性質(zhì),在等比數(shù)列 中, ,則有等式_________成立.
分析:等差數(shù)列 中, ,必有 ,故有 類比等比數(shù)列 ,因為 ,故 成立.
二、邏輯劃分思想
例題1、已知集合 A= ,B= ,若B A,求實數(shù) a 取值的集合.
解 A= : 分兩種情況討論
(1)B=¢,此時a=0;
(2)B為一元集合,B= ,此時又分兩種情況討論 :
(i) B={-1},則 =-1,a=-1
(ii)B={1},則 =1, a=1.(二級分類)
綜合上述 所求集合為 .
例題2、設(shè)函數(shù)f(x)=ax -2x+2,對于滿足1≤x≤4的一切x值都有f(x)≥ 0,求實數(shù)a的取值范圍.
例題3、已知 ,試比較 的大小.
【分析】
于是可以知道解本題必須分類討論,其劃分點為 .
小結(jié):分類討論的一般步驟:
(1)明確討論對象及對象的范圍P.(即對哪一個參數(shù)進行討論);
(2)確定分類標(biāo)準(zhǔn),將P進行合理分類,標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一、不重不漏,不越級討論.;
(3)逐類討論,獲取階段性結(jié)果.(化整為零,各個擊破);
(4)歸納小結(jié),綜合得出結(jié)論.(主元求并,副元分類作答).
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