培養學生的思維品質是數學教學的宗旨,思維品質的培養是在解決問題的過程中實現的.因此,在解題教學中,教師要善于在無疑處巧設疑,引導學生學會尋找條件,運用條件,在思維過程受阻時,鼓勵和引導學生重新審視數學問題所涉及的知識,進行多角度的分析研究,適時架起已知與未知之間的必要聯系,幫助學生尋找問題的突破點,使學生漸漸養成多角度思考問題的習慣,克服思維的單向性,提高解題能力.
1. 抓住本質,逆否轉化
解決數學問題過程中有時從正面思考會陷入困境,甚至無法解決,不防反其道而行之,從它的反面尋找解決問題的突破口,往往能巧妙簡捷地解決問題.
例1:已知三條拋物線y1=x2+2ax+a2-a+3,y2=2x2-(4a-2)x+2a2-a,y3=x2-(2a+1)x+a2+2中至少有一條與x軸相交,求實數a的取值范圍.
分析:“至少有一條與x軸相交”包括七種情況之多,若從正面著手,分類討論則不勝其繁,如果注意到“至少有一條與x軸相交”的反面“三條都與x軸不相交”是等價的,而“三條都與x軸不相交”簡單明了,因此僅需求“三條都與x軸不相交”的實數a的范圍的反面即可,可避免繁瑣的分類討論.
解:假設三條拋物線都與x軸不相交
∴當a≤■或a≥■時三條拋物線中至少有一條與x軸相交.
通過尋找問題的對立面,并將它求解出來,然后從全集中排除對立面的部分——就是所求,解答過程別開生面、降低難度、簡化運算.
2. 變換視角,反客為主
解決數學問題,從思維方法看大致有兩種:由已知推出結論;由結論追溯到成立的條件,即分析與綜合.多數習慣綜合法,但在解決含有多變量的問題時,因受到思維定勢的影響,常被題目中給定的“常量”與“變量”所迷惑,常陷入“思路通、運算難”的困境而不能自拔.不妨退一步考慮問題,抓住問題的本質:常量與變量的相對性.反客為主,往往能走出思維的迷宮,出奇制勝,簡化解題過程.
例2:對于滿足0≤p≤4的一切實數,不等式x2+px>4x+p-3恒成立,試求x的取值范圍.
分析:習慣把x看作未知數,不等式x2+px>4x+p-3是含參數p的關于x的二次不等式,直接解比較難,難就難在含參數p的x的二次不等式.若把p看作“變量”,把x看作“常數”,則不等式x2+px>4x+p-3豈不就是關于p的一次不等式嗎?再由一次不等式的解集與函數的關系,把問題轉化為一次函數求解.
解:將原不等式變形得:(x-1)p+(x2-4x+3)>0,設函數f(p)=(x-1)p+(x2-4x+3),顯然x≠1,則f(p)是關于p的一次函數,若不等式(x-1)p+(x2-4x+3)>0在0≤p≤4恒成立,當且僅當f(0)>0且f(4)>0,于是有f(0)=x2-4x+3>0f(4)=x2-1>0,
解得x<-1或x>3.
通過對問題解決過程的剖析,若順向解關于x的二次不等式,其繁難程度可想而知,若能抓住問題的本質、視角轉換,巧妙變換主元和等價轉換,則可撥云見日.辯證思維和創新思維能力的培養已滲透于解題教學過程中.
3. 執果索因,逆向分析
許多學生在解題過程中,習慣于從條件到結論的單一思維形式.事實上,有些問題,若從條件出發順向推求思路不太暢順、或在求解過程比較難,相反,由結論到條件的逆向分析、推導,可使問題峰回路轉.教學中,教師創設應用逆向分析的教學平臺,啟發學生思考,鼓勵學生勇于打破常規,敢于標新立異,善于轉換思維方式,培養學生靈活應變能力和思維發散能力.
例3:將函數y=f(x)的圖像向左平移1個單位,得圖像f1(x),再作f1(x)關于直線y=x的對稱圖像f2(x),最后將f2(x)的圖像向下平移1個單位得f3(x)=log2(x+1)的圖像,求函數y=f(x)的解析式.
分析:根據條件和結論的邏輯關系,題目是求使結論成立的充分條件,由于第三步變換結果是已知的,將題設的變換來個“反變換”,問題便可迎刃而解(解略).
責任編輯 羅峰