摘要:轉化思想是高中數學中極為重要的一種思想方法,轉化思想的精髓在于將復雜的、難以解決的問題轉化為簡單的、具體的問題,將問題一層一層的抽絲剝繭,通過問題的現象發現問題的本質,既能快速地解決問題,還能鍛煉學生的思維能力。
關鍵詞:轉化;構造;數形結合
數學問題的解決離不開轉化的思想,對于一些復雜的難題,就更離不開轉化思想的鋪墊。通過巧妙的轉化,可以充分利用題目中的已知條件,以創新的思維方式去思考問題,從而采用創新的方法去解決問題,培養學生的發散性思維。
一、 善用韋達定理,巧求兩點距離
對于解析幾何中求兩點之間距離的問題,直接求點的坐標往往會比較麻煩。如果能夠得到相關的方程,通過韋達定理,將問題進行轉化,換一種思路表示出兩點之間的距離,可以達到事半功倍的效果。
例1現有拋物線y=12px2(p>0)和定點F,F的坐標為0,p2,過定點F引傾角αα≠π2的直線,直線與拋物線相交于M、N,求出M、N之間的距離。
解析:將過定點F的直線方程設為:x=0+t*cosα,y=p2+t*sinα(t為參數),將所設的直線參數方程代入拋物線方程y=12px2(p>0),可得:p2+tsinα=12p(tcosα)2,化簡即為t2cos2α-t2psinα-p2=0,根據韋達定理可得:t1+t2=2p
sinαcos2α,t1t2=-p2cos2α。根據t的幾何意義,|MN|=|MF|+
|FN|=|t2-t1|=(t2-t1)2=(t2+t1)2-4t2t1=2p*sec2α。
點撥:本題中通過運用韋達定理,將兩點之間的距離問題進行了巧妙的轉化,不但準確地得出了結果,還節省了寶貴的時間,大大提高了解題效率,是一種非常好的方法。
二、 巧妙構造,化不等式為數列
構造思想在數學問題的轉化中占有重要地位,對于一些難以解決的問題,采用構造思想,可以將原本復雜的問題進行轉化。例如對含有n的不等式證明問題,采用構造數列的方法,可以巧妙地化復雜為簡單,從而將不等式問題轉化為數列問題,更有利于解決問題。
例2證明不等式1n+1+1n+2+…13n+1>1(n∈N*)。
解析:構造數列:an=1n+1+1n+2+…+13n+1,那么an+1-an=13n+4+13n+3+13n+2-1n+1=13n+4+13n+2-23n+3=2(3n+2)(3n+3)(3n+4)>0,所以數列{an}是遞增數列,又a1=12+13+14=1312>1,所以an>1(n∈N*),所以原不等式得證。
點撥:本題中采用構造數列的方法巧妙地解決了不等式證明問題,通過新構造出的數列,巧妙地判斷出該數列是遞增數列,從而證明不等式。通過構造數列可以事半功倍的解決問題,提高解題效率。
三、 數形結合,突破實根問題
對于方程的實根個數問題,并不需要求出具體的實根,如果能夠結合函數的圖像,將原本純粹的函數問題進行轉化,巧妙地運用函數的圖像與實根個數之間的關系,運用數形結合的思想,采用創新的方法來解決問題。
例3已知函數f(x)=|lnx|,g(x)=0,0 |x2-4|-2,x>1,那么對于方程|f(x)+g(x)|=1的實根個數為。 解析:設h(x)=f(x)+g(x)=-lnx,0 -x2+2+lnx,1 x2-6+lnx,x>2,將問題進行轉化,方程|f(x)+g(x)|=1的實根個數即為函數h(x)與函數y=1與函數y=-1的交點,利用相關的導數知識可以畫出h(x)的圖像,通過所作的圖像,可以直觀地看出h(x)與y=1和y=-1共有4個交點,所以方程|f(x)+g(x)|=1的實根個數為4個。 點撥:本題的難點在于轉化思想的運用,要想到將函數問題與其圖像相結合。接著嚴格按照函數的定義域,按部就班地畫出每一段的圖像,得出具體圖像之后,原本復雜的問題自然就迎刃而解了。 綜上所述,轉化思想存在于高中數學中的方方面面,無論是平面解析幾何問題、不等式問題或是函數問題,它們的解決都離不開轉化思想,轉化思想是高中數學知識之間相互聯系的紐帶,通過轉化思想可以將這些知識緊密地聯系起來,從而事半功倍的解決問題。 作者簡介:夏仁權,云南省曲靖市,云南省富源縣勝境中學。