高中數學解題的思想方法

2021-07-15 05:34:00 字數 3666 閱讀 5574

美國著名數學教育家波利亞說過,掌握數學就意味著要善於解題。而當我們解題時遇到乙個新問題,總想用熟悉的題型去「套」,這只是滿足於解出來,只有對數學思想、數學方法理解透徹及融會貫通時,才能提出新看法、巧解法。高考試題十分重視對於數學思想方法的考查,特別是突出考查能力的試題,其解答過程都蘊含著重要的數學思想方法。

我們要有意識地應用數學思想方法去分析問題解決問題,形成能力,提高數學素質,使自己具有數學頭腦和眼光。

高考試題主要從以下幾個方面對數學思想方法進行考查:

① 常用數學方法:配方法、換元法、待定係數法、數學歸納法、引數法、消去法等;

② 數學邏輯方法:分析法、綜合法、反證法、歸納法、演繹法等;

③ 數學思維方法:觀察與分析、概括與抽象、分析與綜合、特殊與一般、模擬、歸納和演繹等;

④ 常用數學思想:函式與方程思想、數形結合思想、分類討論思想、轉化(化歸)思想等。

數學思想方法與數學基礎知識相比較,它有較高的地位和層次。數學知識是數學內容,可以用文字和符號來記錄和描述,隨著時間的推移,記憶力的減退,將來可能忘記。而數學思想方法則是一種數學意識,只能夠領會和運用,屬於思維的範疇,用以對數學問題的認識、處理和解決,掌握數學思想方法,不是受用一陣子,而是受用一輩子,即使數學知識忘記了,數學思想方法也還是對你起作用。

數學思想方法中,數學基本方法是數學思想的體現,是數學的行為,具有模式化與可操作性的特徵,可以選用作為解題的具體手段。數學思想是數學的靈魂,它與數學基本方法常常在學習、掌握數學知識的同時獲得。

可以說,「知識」是基礎,「方法」是手段,「思想」是深化,提高數學素質的核心就是提高學生對數學思想方法的認識和運用,數學素質的綜合體現就是「能力」。

為了幫助大家掌握解題的密鑰匙,掌握解題的思想方法,咱們就先介紹高考中常用的數學基本方法:配方法、換元法、待定係數法、數學歸納法、引數法、消去法、反證法、分析與綜合法、特殊與一般法、模擬與歸納法、觀察與實驗法,再介紹高考中常用的數學思想:函式與方程思想、數形結合思想、分類討論思想、轉化(化歸)思想。

最後談談解題中的有關策略和高考中的幾個熱點問題。

在每乙個方法,先是對方法或者問題進行綜合性的敘述,再以三種題組的形式出現。再現性題組是一組簡單的選擇填空題進行方法的再現,示範性題組進行詳細的解答和分析,對方法和問題進行示範。鞏固性題組旨在檢查學習的效果,起到鞏固的作用。

每個題組中習題的選取,又盡量綜合到代數、三角、幾何幾個部分重要章節的數學知識。

一、配方法

從而化繁為簡。何時配方,需要我們適當**,並且合理運用「裂項」與「添項」、「配」與「湊」的技巧,從而完成配方。有時也將其稱為「湊配法」。

最常見的配方是進行恒等變形,使數學式子出現完全平方。它主要適用於:已知或者未知中含有二次方程、二次不等式、二次函式、二次代數式的討論與求解,或者缺xy項的二次曲線的平移變換等問題。

配方法使用的最基本的配方依據是二項完全平方公式(a+b) =a +2ab+b ,將這個公式靈活運用,可得到各種基本配方形式,如:

a +b =(a+b) -2ab=(a-b) +2ab;

a +ab+b =(a+b) -ab=(a-b) +3ab=(a+ ) +( b) ;

a +b +c +ab+bc+ca= [(a+b) +(b+c) +(c+a) ]

a +b +c =(a+b+c) -2(ab+bc+ca)=(a+b-c) -2(ab-bc-ca)=…

結合其它數學知識和性質,相應有另外的一些配方形式,如:

1+sin2α=1+2sinαcosα=(sinα+cosα) ;

x + =(x+ ) -2=(x- ) +2 ;…… 等等。

二、換元法

解數學題時,把某個式子看成乙個整體,用乙個變數去代替它,從而使問題得到簡化,這叫換元法。換元的實質是轉化,關鍵是構造元和設元,理論依據是等量代換,目的是變換研究物件,將問題移至新物件的知識背景中去研究,從而使非標準型問題標準化、複雜問題簡單化,變得容易處理。

換元法又稱輔助元素法、變數代換法。通過引進新的變數,可以把分散的條件聯絡起來,隱含的條件顯露出來,或者把條件與結論聯絡起來。或者變為熟悉的形式,把複雜的計算和推證簡化。

它可以化高次為低次、化分式為整式、化無理式為有理式、化超越式為代數式,在研究方程、不等式、函式、數列、三角等問題中有廣泛的應用。

換元的方法有:區域性換元、三角換元、均值換元等。區域性換元又稱整體換元,是在已知或者未知中,某個代數式幾次出現,而用乙個字母來代替它從而簡化問題,當然有時候要通過變形才能發現。

例如解不等式:4 +2 -2≥0,先變形為設2 =t(t>0),而變為熟悉的一元二次不等式求解和指數方程的問題。

三角換元,應用於去根號,或者變換為三角形式易求時,主要利用已知代數式中與三角知識中有某點聯絡進行換元。如求函式y= + 的值域時,易發現x∈[0,1],設x=sin α ,α∈[0, ],問題變成了熟悉的求三角函式值域。為什麼會想到如此設,其中主要應該是發現值域的聯絡,又有去根號的需要。

如變數x、y適合條件x +y =r (r>0)時,則可作三角代換x=rcosθ、y=rsinθ化為三角問題。

均值換元,如遇到x+y=s形式時,設x= +t,y= -t等等。

我們使用換元法時,要遵循有利於運算、有利於標準化的原則,換元後要注重新變數範圍的選取,一定要使新變數範圍對應於原變數的取值範圍,不能縮小也不能擴大。如上幾例中的t>0和α∈[0, ]。

三、待定係數法

要確定變數間的函式關係,設出某些未知係數,然後根據所給條件來確定這些未知係數的方法叫待定係數法,其理論依據是多項式恒等,也就是利用了多項式f(x) g(x)的充要條件是:對於乙個任意的a值,都有f(a) g(a);或者兩個多項式各同類項的係數對應相等。

待定係數法解題的關鍵是依據已知,正確列出等式或方程。使用待定係數法,就是把具有某種確定形式的數學問題,通過引入一些待定的係數,轉化為方程組來解決,要判斷乙個問題是否用待定係數法求解,主要是看所求解的數學問題是否具有某種確定的數學表示式,如果具有,就可以用待定係數法求解。例如分解因式、拆分分式、數列求和、求函式式、求複數、解析幾何中求曲線方程等,這些問題都具有確定的數學表達形式,所以都可以用待定係數法求解。

使用待定係數法,它解題的基本步驟是:

第一步,確定所求問題含有待定係數的解析式;

第二步,根據恒等的條件,列出一組含待定係數的方程;

第三步,解方程組或者消去待定係數,從而使問題得到解決。

如何列出一組含待定係數的方程,主要從以下幾方面著手分析:

①利用對應係數相等列方程;

②由恒等的概念用數值代入法列方程;

③利用定義本身的屬性列方程;

④利用幾何條件列方程。

比如在求圓錐曲線的方程時,我們可以用待定係數法求方程:首先設所求方程的形式,其中含有待定的係數;再把幾何條件轉化為含所求方程未知係數的方程或方程組;最後解所得的方程或方程組求出未知的係數,並把求出的係數代入已經明確的方程形式,得到所求圓錐曲線的方程。

四、定義法

所謂定義法,就是直接用數學定**題。數學中的定理、公式、性質和法則等,都是由定義和公理推演出來。定義是揭示概念內涵的邏輯方法,它通過指出概念所反映的事物的本質屬性來明確概念。

定義是千百次實踐後的必然結果,它科學地反映和揭示了客觀世界的事物的本質特點。簡單地說,定義是基本概念對數學實體的高度抽象。用定義法解題,是最直接的方法,本講讓我們回到定義中去。

五、數學歸納法

歸納是一種有特殊事例匯出一般原理的思維方法。歸納推理分完全歸納推理與不完全歸納推理兩種。不完全歸納推理只根據一類事物中的部分物件具有的共同性質,推斷該類事物全體都具有的性質,這種推理方法,在數學推理論證中是不允許的。

完全歸納推理是在考察了一類事物的全部物件後歸納得出結論來。

高中數學解題思想方法總結

第一章高中數學解題基本方法 一 配方法 配方法是對數學式子進行一種定向變形 配成 完全平方 的技巧,通過配方找到已知和未知的聯絡,從而化繁為簡。何時配方,需要我們適當 並且合理運用 裂項 與 添項 配 與 湊 的技巧,從而完成配方。有時也將其稱為 湊配法 最常見的配方是進行恒等變形,使數學式子出現完...

高中數學解題思想方法全部內容

目錄前言2第一章高中數學解題基本方法3 一 配方法3 二 換元法7 三 待定係數法14 四 定義法19 五 數學歸納法23 六 引數法28 七 反證法32 八 消去法 九 分析與綜合法 一十 特殊與一般法 一十一 模擬與歸納法 一十二 觀察與實驗法 第二章高中數學常用的數學思想35 一 數形結合思想...

高中數學解題思想方法全部內容

前言2第一章高中數學解題基本方法3 一 配方法3 二 換元法7 三 待定係數法14 四 定義法19 五 數學歸納法23 六 引數法28 七 反證法32 八 消去法 九 分析與綜合法 一十 特殊與一般法 一十一 模擬與歸納法 一十二 觀察與實驗法 第二章高中數學常用的數學思想35 一 數形結合思想35...