轉化思想的核心體現為:將新的轉化為舊的;將復雜的轉化為簡單的;將抽象的轉化為具體的;將未知轉化為已知等過程.那么在平常的學習活動中,如何有效地去培養和訓練轉化意識呢?筆者認為,要重視課本使用,將問題回歸到數學教材中去.教材是學生學習數學的主要教材,但是在實際的教學過程中,課外教輔資料的過度使用,不僅加重了學生的學習負擔,而且學生學習過程舍近求遠,本末倒置,效率低下.只有對教材充分理解,才能更好地鞏固好雙基,避免出現概念不清、思維僵化、無從入手、方法不當等問題.因此,只有立足教材,才能追本溯源,才能聯系基礎知識對數學問題實施自然而又合理的轉化.
一、將復雜結構向簡單結構轉化,探索問題本質
【例1】(2011年全國高中數學聯賽一試(A卷)第2題)函數f(x)=x2+1x-1的值域為.
分析:本題要求函數y=f(x)的值域,從函數表達式的結構上看,如果分母能轉化成x的話,只要對x分正負討論即可,即思考函數y=f(x)與y=f(x+1)的值域關系問題,本質上,由函數的圖像和性質可知,如果函數y=f(x)沿著x軸方向左右平移的話,函數的定義域發生變化,但是值域始終是保持不變,此題即被轉化為去求函數g(x)=(x-1)2+1x的值域問題.
首先,函數y=g(x)的定義域為{x|x≠0}.所以,當x>0時,y=1+2x+2x2=21x+122+12>1;
當x<0時,y=-1+2x+2x2=-21x+122+12≤-22;則函數y=f(x)的值域為-∞,-22∪(1,+∞).
二、將抽象問題向具體問題轉化,培養數學思維
【例2】若定義在R上的函數對任意的x1,x2∈R都有f(x1+x2)=f(x1)+f(x2)+2成立,且當x>0時,f(x)>-2.
(1)求證:f(x)+2是奇函數;
(2)求證:f(x)在R上是增函數;
(3)若f(1)=-1,f(log2m)<2,求m的取值范圍.
分析:(1)由教材可知,要證明一個函數g(x)的奇偶性,只要說明對定義域內任意的x,都有g(x)=g(-x)或g(x)=-g(-x);亦等價于g(x)-g(-x)=0或g(x)+g(-x)=0.
首先,函數f(x)的定義域為R,即對任意x的都存在-x使得f(x)有意義.那么將f(x)+2看成一個整體,令g(x)=f(x)+2,則由g(-x)=f(-x)+2得到,g(x)+g(-x)=f(x)+2+f(-x)+2=f(0)+2;下去求f(0):若x1=x2=0,則有f(0)=2f(0)+2,可知f(0)+2=0,即有g(x)+g(-x)=0,可知f(x)+2為R上的奇函數.
為了說明其為奇函數,還要證明它不是偶函數,否則它就是既奇又偶函數.同理,若x1=-x,x2=x,則有:g(x)-g(-x)=f(x)-f(-x)=f(2x)+2,由條件可知g(x)-g(-x)不恒為0;所以f(x)+2,是奇函數.
(2)由教材可知,要證明函數的單調性,首先只要假設對定義域內的任意的x1,x2,若x1 由題意知:f(x2)-f(x1)=f(x2-x1)+2,又當x2-x1>0時,f(x2-x1)>-2,所以f(x2)-f(x1)>0,即f(x2)>f(x1),由此可知f(x)在R上是增函數. (3)已知f(x)在R上是增函數,解不等式f(log2m)<2,則可以考慮將問題轉化為逆用函數單調性的定義,去判斷自變量的大小;那么下面只要將2看成某個自變量a的函數值f(a)的形式.由f(0)=-2,f(1)=-1,可知f(2)=f(1)+f(1)+2=0;f(4)=f(2+2)=f(2)+f(2)+2=2;那么由f(log2m) 三、將未知結論向已知條件轉化,提升數學能力 【例3】設a,b均為大于1的自然數,函數f(x)=a(b+sinx),g(x)=b+cosx,若存在實數m,使得f(m)=g(m),則a+b=. 分析:由條件m∈R,由f(m)=g(m)代入得到a(b+sinm)=b+cosm;又a,b均為大于1的自然數,將角m的正弦、余弦整理到等式的右邊得到:b(a-1)=cosm-asinm=a2+1cos(m+φ),得b≤a2+1a-1;由例2可知:當自然數a≥2時,有f(a)=a2+1a-1∈(1,5),所以1 又當b=2時,有2≤a2+1a-1,即:3a2-8a+3≤0,不難發現只有當a=2時,此不等式成立; 綜上,a+b=4. (責任編輯黃桂堅)