轉化與化歸是高中數學中的一種重要的思想方法。其目的是在解決數學問題時由于思維受阻,讓我們改變思維方向,尋求簡單方法或從一種狀況轉化到另一種情形,也就是通過轉化到另一種情境使問題獲得解決,這種轉
化是解決問題的有效策略,同時也是成功的思維方式。下面舉例說明轉化與化歸策略在解題中的應用。
一、 轉化與化歸的原則
為了更好地實現轉化與化歸,首先必須清楚所遵循的原則。
1. 熟悉化原則:將陌生的問題轉化為熟悉的問題,以利于我們運用熟知的知識、經驗和問題來解決。
2. 簡單化原則:將復雜問題化歸為簡單問題,通過對簡單問題的解決,達到解決復雜問題的目的,或獲得某種解題的啟示和依據。
3. 和諧化原則:化歸問題的條件或結論,使其表現形式更符合數與形內部所表示的和諧統一的形式,或者轉化命題,使其推演有利于運用某種數學方法或符合人們的思維規律。
4. 直觀化原則:將比較抽象的問題化為比較直觀的問題來解決。
5. 正難則反原則:當問題正面討論遇到困難時,可考慮問題的反面,設法從問題的反面去探求,使問題獲解。
二、 常見轉化與化歸策略的應用
1. 一般與特殊的轉化:
2. 正面與反面的轉化:
例2: 已知非空集合A={x|x2-4mx+2m+6=0,m?綴R},若A∩R-≠?準,求實數m的取值范圍(R-表示負實數集,R+表示正實數集)。
分析:如果從正面思維會使解題過程復雜,得對x2-4mx+2m+6=0的根分為兩負根或一負根、一零根或一負根、一正根三種情況討論,而通過求A∩R-≠?準的反而A∩R-≠?準時的取值范圍,使問題得到了簡化。
3. 常量與變量的轉化:在有幾個變元的問題中,若轉換思考問題的角度,可消除一些討論問題中的分類因素,常通過變更主元的方法來求解。
例4:已知二次方程ax2+2(2a-1)x+4a-7=0,中的a為正整數,問a取何值時此方程至少有一個整數根。
分析 把x視為常量,用x表示a,再利用x為整數,a為正整數的條件,進一步確定a的取值。
略解 原方程即是(x2+4x+4)a=2x+7,因為x=-2不是原方程的解,所以a= ,又因為a為正整數,所以
4. 數與形的轉化:研究原問題中數量關系(解析式)與空間形式(圖形)關系,通過互相變換獲得轉化途徑。
例5:若不等式 >(a-1)x的解集為A,且A?哿{x|0 若僅局限于不等式自身去求解,則較復雜,從解析幾何角度可知y1= 表示以(2,0)為圓心,半徑為2的上半圓,而y2=(a-1)x為過原點的直線束,畫出草圖(見圖),則問題等價轉化為求“半圓在動直線上方時,a的范圍,由A {x|0 注:“本文中所涉及到的圖表、注解、公式等內容請以PDF格式閱讀原文。”