甘肅省會寧縣第五中學 薛蓮花
不失一般性,追求簡捷性
甘肅省會寧縣第五中學 薛蓮花
追求簡捷是數學解題永恒的主題,簡捷美是數學美的基本特征, 簡捷性原則是數學思維的優化,解題實踐的優化,體現著數學的內在美。追求解題的簡捷,是根據一般性寓于特殊性之中的原則進行的,在不失一般性的前提下,根據不同題型選擇最佳方案,避繁就簡,使問題迅速得到求解。在解題時對于簡捷美的追求,不僅能激發鉆研數學的興趣,而且往往可以獨辟蹊徑,發現優美而簡捷的妙解。
簡捷性;問題特殊化;數形結合;巧妙代換
簡捷性原則是數學思維的優化,解題實踐的優化,體現著數學的內在美。追求解題的簡捷,是根據一般性寓于特殊性之中的原則進行的,在不失一般性的前提下,根據不同題型選擇最佳方案,避繁就簡,使問題迅速得到求解。
數學概念通常是以定義、性質的形式表達的,而法則、結論又是概念推理的結晶。因此,利用定義、性質、法則和結論的鑰匙,能溝通數學問題的內在聯系,使解答簡捷明快。
例1 已知過拋物線y2=2px(p>0)的焦點F的直線l依次交拋物線及其準線于A,B,C三點,若,求拋物線的方程。
分析:分別過A,B兩點作AD,BG垂直準線于點D,G。

∴拋物線方程為y2=3x。
在某些情況下,特殊化方法能認識事物的本質,個性寓于共性之中。選擇題和填空題的特征值法,就是基于這個原則。
例2 E、F分別是△ABC的邊AB、AC的中點,△AEF和梯形EFCB繞BC旋轉一周所得的幾何體的體積分別是V1、V2,則V1,V2的大小關系是_________。
分析:如圖1所示,設BE=DF=r,BC=h,
注:本題既是形的特殊化,又是量的特殊化,兩者結合,獨辟蹊徑,干脆利落。

圖1
數與形緊密聯系,相輔相成。華羅庚說:“數缺形時少直觀,形少數時難入微?!庇行盗拷柚趫D形,可使抽象的概念和復雜的關系直觀化、形象化、簡單化。特別是那些不要求表示推理計算過程的選擇題和填空題,更宜于運用圖象直接答題。
分析:求出函數f(x)的表達式,畫出f(x)的圖象,數形結合求解。

圖2
觀察是解題的第一步,許多優美的解法正是來自于深刻、敏銳的觀察。仔細審題,分清條件和結論,然后打破常規,迅速解答。
例4 已知正四面體的棱長為a,求此四面體對棱上兩點的最短距離。
分析:異面直線上兩點間距離公垂線段最短。易證正四面體對棱中點的連線就是其公垂線段。因此,所求的最短距離是。
注:求最(極)值一般先建立目標函數,再求函數的最(極)值,本題繞過了建立目標函數這一步,妙不可言。
中學數學是由代數、三角函數、立體幾何、平面解析幾何等有機結合的一個整體,各種量之間也有著內在的聯系。因此,解題中從全局著眼,整體把握條件和結論,擺脫局部細節中一時難以弄清的數量關系的糾纏,常常會收到事半功倍之效。
例5 在球面上有P、A、B、C的四點,若PA、PB、PC兩兩垂直,且PA=PB=PC=a,那么此球面的面積是多少?
分析:解本題時,大都先設法求出過A、B、C的圓半徑,再根據球截面有關性質求球半徑而得球表面積。若從局部到整體,以PA、PB、PC為棱構成球內接正方體,從整體出發考察,球的直徑恰好是此正方體的對角線長,這樣可立即求得球面積為3a2。
[1]王淼生.追求簡捷是數學解題永恒的主題——從均值不等式在競賽題中的應用談起[J].中學數學月刊,2013(6).
[2]齊紅.數學的簡捷美及其在解題中的應用[J].新課程:教育學術,2011(3):109-110.