數(shù)學中的反例與創(chuàng)新思維培養(yǎng)

518001 廣東省深圳中學 鄧正德

數(shù)學中的反例與創(chuàng)新思維培養(yǎng)

518001 廣東省深圳中學 鄧正德

反例在數(shù)學教學中起著重要的作用，概括起來主要體現(xiàn)在以下幾個方面:

1．反例是駁斥謬論、揭露詭辯、修正錯誤的重要手段，有助于正確掌握題解方法;

2．它是否定命題的重要方法;

3．反例是強化概念的有力工具，可以深化學生對知識的理解;

4．反例是幫助學生掌握定理、公式和法則的得力措施;

5．反例可以提高解題的速度;

4)修改功能：可以對學生的基本信息及各科成績進行修改，并有提示確認修改對話框。當修改了學生的各科成績后，學生成績的總分自動重新計算并修改。當各科成績未做改動時，修改其總分，總分不會有變化。

6．反例有助于創(chuàng)新思維的培養(yǎng)．

現(xiàn)就利用反例教學培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維談些體會．

問題1 “一個等比數(shù)列{an}共有3n項，其前n項和為 Sn，則 Sn，S2n-Sn，S3n-S2n也是等比數(shù)列”，試判斷這個命題的真假，并說明理由．

教學中，一個學習小組的同學經(jīng)過討論得出結論:這是真命題．理由如下:

(1)當公比 q=1 時 Sn=S2n-Sn，=S3n-S2n=na1，且a1≠0，命題成立;

(2)當公比q≠1時，由等比數(shù)列的求和公式可得S3n-S2n=q2n·Sn，S2n-Sn=qnSn，所以(S3n-S2n)∶(S2n-Sn)=(S2n-Sn)∶Sn=qn，命題成立．

問同學們:對這個小組的判斷有沒有不同看法?同學們異口同聲回答:沒有!更使人想不到的是，還有一位同學發(fā)問:老師難道你對此還有懷疑嗎?我在幾本教學參考資料和高考復習資料上都看到，都說這個結論是正確的，書上總不會搞錯吧!同學們還鼓掌了．

這時啟發(fā)道:你們對老師提出和講解的一些問題都要問幾個為什么，這是一種很好的思維方式．這個命題確實在很多書刊和高考模擬題中都出現(xiàn)過，書刊的作者肯定是經(jīng)過慎重思考的，但也不能絕對保證不出錯，我們應用批判的思維方式看待問題，要敢于挑戰(zhàn)權威;平時常說追求真善美，數(shù)學是求真的科學．

同學們給出的證明是有問題的．大家都說問題在哪里?問題出在:“所以(S3n-S2n)∶(S2n-Sn)=(S2n-Sn)∶Sn=qn”．

同學們請思考:若Sn=0，這時上式還成立嗎?大家議論開了．后來有同學舉手發(fā)言，“老師，我找到一個反例說明這個命題是錯誤的:如果一個具有4項的等比數(shù)列的公比為-1，那么前2項和、中間2項和、最后2項和均為 0，顯然 S4，S8-S4，S12-S8不是等比數(shù)列．”

頓時響起了熱烈的掌聲，同學們享受著學習的快樂，也為思維水平的提升感到高興．

問題2 (人教版教材2-3的P24例8)100件不同的產(chǎn)品中有2件次品，從中任抽3件，問至少出現(xiàn)1件次品的抽法共有多少種．

教學時先由學生分組討論、嘗試探究其解法，三個小組的代表提出了三種不同解法.

然后由其他小組的同學評價，對于解法(2)，(3)大家認為其實質是相同的，都是分類．解法(3)采用了逆向思考的方式，問題的反面的情況少，用整體減去部分，解法簡單，且得出的結論是正確的．解法(1)似乎有道理，但其計算結果比解法(2)的多了!覺得這一解法有問題，又一時找不出原因．這時啟發(fā)同學們思考:

1．若A，B表示兩件次品，在選1件次品時，它們都有一次被選的機會;設被選中的是A，再選另兩件時B又有一次被選的機會，而A卻沒有;每一件正品也只有一次機會，這里出現(xiàn)了什么問題?

2．在選1件次品時選中的是A，再選的另兩件是B和正品C;在選1件次品時選中的是B，再選另兩件是A和正品C;這兩種選法選出的都是A，B，C是同一種選法;而在解法(1)中算了幾次?

問題2中的反例使同學們豁然開朗:解法(1)由于出現(xiàn)重復而錯．

進一步提出問題:①遇到剛討論的類似問題怎樣做才可以避免重復?②在怎樣情況下使用間接法比較合適?讓同學們思考和小結．

問題3(2010年全國新(21)題)設函數(shù)f(x)=ex-1-x-ax2．

(1)若a=0，求f(x)的單調區(qū)間;

(2)若當x≥0時f(x)≥0，求a的取值范圍．

討論 (1)(略)．只討論(2)中的問題，同學們在解答時常常是轉化為最大值問題處理，但是當x≥0時，求極值點遇到解超越方程，解不下去，f(x)的最大值就無法用a的式子表示，往下走不通了．這時構造反例，可以縮小討論范圍，便于問題的解決．

取a≥1，則f(1)=e-2-a＜0，說明a≥1不符合要求．

同時根據(jù)(1)中提供的信息，可得ex≥1+x當且僅當x=0時等號成立，因 f'(x)=ex-1-2ax，故若把 ex縮小為1+x，可得f'(x)≥x-2ax=(1-2a)x，不等式右邊式子簡單，用分類討論就可以判斷其符號了，進而單調性就可判斷，問題就好解決多了．

數(shù)學創(chuàng)新思維品質的培養(yǎng)，關鍵在于激發(fā)學生創(chuàng)新性思維的發(fā)生機制．注重創(chuàng)設問題情境，形成創(chuàng)造氛圍;要活用通性通法，強化信息儲備;既指導學生在思維活動中靈活運用形象思維、發(fā)散思維和直覺思維，又注意各種思維方式的辯證性．構造反例有利于縝密思考，糾正錯誤結論，開拓數(shù)學新領域，培養(yǎng)學生發(fā)散性思維及創(chuàng)造性思維的能力;有利于培養(yǎng)學生良好的思維品質和良好的學習習慣．在數(shù)學教學中反例是很多的，掌握了構造反例的基本方法后可以自己構造出好的反例．只要我們有心利用，注意把握好時期，適當講究教學藝術，不僅可以激發(fā)學生的探索興趣，培養(yǎng)其鉆研精神，成為優(yōu)化創(chuàng)新的誘因，而且可以讓學生去體驗創(chuàng)新的快樂，進而逐步形成創(chuàng)新的意識．這些工作應該提倡數(shù)學教師努力去做．

1 蔡玉書.“數(shù)學中反例教學的作用與思考”

20110714)