法國(guó)大數(shù)學(xué)家拉普拉斯曾說(shuō)過(guò):發(fā)現(xiàn)真理的主要工具是歸納和類比.歸納法雖然是一種“似然”的“合情推理”,但這并不意味著歸納法的作用不大,實(shí)際上對(duì)于數(shù)學(xué)的發(fā)展和創(chuàng)新而言,歸納推理的巨大作用是論證推理所無(wú)法代替的.牛頓說(shuō)過(guò):“沒(méi)有大膽的猜測(cè),就做不出偉大的發(fā)現(xiàn). ”在特殊的情況下,通過(guò)觀察或?qū)嶒?yàn)等方法,捕捉事物的本質(zhì)屬性,從而大膽猜測(cè),歸納判斷,在這個(gè)基礎(chǔ)上再設(shè)法加以論證.
中考作為選拔性考試,更側(cè)重于能力測(cè)試,歸納能力的測(cè)試越來(lái)越得到出題者的重視.本文擬從枚舉、類比、實(shí)驗(yàn)、統(tǒng)計(jì)與模式等方面對(duì)各地中考試題進(jìn)行探索與分析.
(一)枚舉歸納
枚舉歸納法是從枚舉一類事物中的若干分子具有的某種性質(zhì)得出這類事物的所有分子都具有該性質(zhì)的邏輯方法.枚舉歸納法只依靠所枚舉的事例的數(shù)量,因此它所得到的結(jié)論可靠性較低,一旦遇到一個(gè)反例,結(jié)論就會(huì)被推翻.但是枚舉歸納法仍有一定的作用,通過(guò)枚舉歸納法得到的結(jié)論可作為進(jìn)一步研究的假說(shuō).
例1 (2009 本溪)如圖所示,已知點(diǎn)A(0,0),B(,0),C(0,1),在△ABC內(nèi)依次作等邊三角形,使一邊在x軸上,另一個(gè)頂點(diǎn)在BC邊上,作出的等邊三角形分別是第1個(gè)△AA1B1,第2個(gè)△B1A2B2,第3個(gè)△B2A3B3,……則第n個(gè)等邊三角形的邊長(zhǎng)等于 .
分析 顯然要求第n個(gè)等邊三角形的邊長(zhǎng),需要求出第1個(gè)等邊三角形的邊長(zhǎng)、第2個(gè)等邊三角形的邊長(zhǎng)……從中發(fā)現(xiàn)律,順利解決.△ABC在平面直角坐標(biāo)系下,顯然OB = ,通過(guò)計(jì)算可得出OB1 = ,B1B2 = ,…,Bn-1Bn =
解 答案為.
點(diǎn)評(píng) 此題把圖形的數(shù)量關(guān)系坐標(biāo)化,將其轉(zhuǎn)化為長(zhǎng)度關(guān)系,并且一開始就沒(méi)有給出第1個(gè)等邊三角形的邊長(zhǎng),需要根據(jù)已知來(lái)求,然后依次求第2個(gè)、第3個(gè)……然后歸納得出一般結(jié)果.這類問(wèn)題注重檢驗(yàn)考生的學(xué)習(xí)潛能,僅僅有死的知識(shí)是不行的,還必須具備較強(qiáng)的邏輯判斷能力、運(yùn)算能力與歸納推理能力.
(二)類比歸納
類比歸納法是對(duì)兩種或兩種以上在某些關(guān)系上表現(xiàn)相似的對(duì)象進(jìn)行對(duì)比,作出歸納判斷的一種科學(xué)研究方法.在中考中經(jīng)常考查類比歸納法,引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)對(duì)知識(shí)的類比和歸納,把知識(shí)由點(diǎn)連成線,由線織成網(wǎng),使知識(shí)有序化、系統(tǒng)化,從而使學(xué)生掌握知識(shí)內(nèi)在的規(guī)律.
例2 (2008 遵義)如圖1是與楊輝三角形有類似性質(zhì)的三角形數(shù)壘,a,b是某行的前兩個(gè)數(shù),當(dāng)a = 7時(shí),b = .
分析 一看到此題,學(xué)生應(yīng)該在頭腦中馬上映現(xiàn)出楊輝三角形的基本數(shù)表結(jié)構(gòu)(圖2),對(duì)比楊輝三角形的性質(zhì),通過(guò)觀察、類比、歸納三角形數(shù)壘的特征,當(dāng)a = 6時(shí),鄰近的數(shù)字是16,那么當(dāng)a = 7,鄰近的數(shù)字是22.
解 答案為22.
點(diǎn)評(píng) 此題以大家熟知的楊輝三角形為基本模型,設(shè)計(jì)構(gòu)造了一個(gè)新的數(shù)表,在解決過(guò)程中需要頭腦中映像出楊輝三角形的基本特征,以此為依托,發(fā)現(xiàn)兩者的異同,從而迅速準(zhǔn)確地把握其數(shù)字規(guī)律,從而有效解決問(wèn)題.
(三)模式歸納
模式歸納是借助于已有的提供數(shù)、圖表信息,以此為依據(jù),構(gòu)造數(shù)學(xué)模型,進(jìn)行歸納得出結(jié)論的過(guò)程.模式可以包括數(shù)的模式、形的模式、運(yùn)動(dòng)變化的模式、推理通信的模式、算法模式,等等.
例3 (2007 梅州)將4個(gè)數(shù)a,b,c,d排成2行2列,兩邊各加一條豎線記作a bc d,定義a bc d = ad - bc.上述記號(hào)就叫做二階行列式. 若x + 1 x - 11 - x x + 1 = 6,則x = .
分析 此題給出了一個(gè)新的運(yùn)算規(guī)則,學(xué)生需讀懂這個(gè)運(yùn)算規(guī)則,然后根據(jù)運(yùn)算規(guī)則,將二階行列式轉(zhuǎn)化為一個(gè)一元二次方程,從而獲得解決.
解 計(jì)算(x + 1)(x + 1) - (1 - x)(x - 1) = 6,解得.
點(diǎn)評(píng) 二階行列式是高中數(shù)學(xué)或大學(xué)數(shù)學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí),此題以此為背景設(shè)計(jì),運(yùn)算對(duì)初中生來(lái)說(shuō)是一種新的運(yùn)算,實(shí)際上提供了一個(gè)新的算法模式,利用模式來(lái)解決問(wèn)題,從而有效考查學(xué)生的閱讀理解能力以及進(jìn)一步學(xué)習(xí)的潛力.