数学转化思想
- 格式:doc
- 大小:1.06 MB
- 文档页数:13
数学中的转化思想及应用
数学对于我们来说并不陌生,从我们踏进学堂的第一天起,就开始与数学打交道。
数学解题的本质是转化。
在数学的海洋中,有着许许多多的转化思想,如化单一为整体,化实际问题为数学问题;化实物图为数学模型;化“复杂”为“简单”;化生疏为熟悉等。
1、化单一为整体
在许多数学题中,无论代数还是几何,有着许多复杂的问题,需要耗费很大的时间来计算,这时,我们不妨化单一为整体试试。
例1:若(m²+n²)²-2(m²+n²)-3=0,则m²+n²= __________。
对于此题,如果墨守成规,按照运算顺序计算,就会造成计算量过大,甚至有四次方出现,致使我们很难解答此题,会浪费很大的精力、时间。
然而,此时我们转化一下思想,化单一为整体把m²+n²看做一个整体a
此时,原方程a²-2a-3=0
对于这个方程,我们就很容易用因式分解法解得
a1=-1 a2=3
最后检验知m²+n²>0
∴m²+n²≠-1
∴m²+n²=3
例2:在Rt△ABC中,∠ABC=90°,斜边ABC的中线,CD=1,△ABC的周长为2+6
,求△ABC的面积。
对于此题,在RT△ABC中
∵CD为AB边中线。
数学中的转化思想,类似生活中换位思考转化也称化归,是数学中最常用的思想。
转化思想的实质就是在已有的、简单的、具体的、基本的知识的基础上,把未知化为已知、把复杂化为简单、把一般化为特殊、把抽象化为具体、把非常规化为常规,从而解决各种问题。
转化在小学数学中运用很广泛,转化思想是解决数学问题的重要思想,包含了数学特有的数、形、式的相互转换。
数学的学习过程就是把新问题转化为已有的知识和经验,经过组合、变式、变化等。
数学教学中渗透转化思想要解决三个问题:(1)为什么转化。
(2)转化成什么(包括什么最优)。
(3)怎样转化。
转化可分为三种:一、数与数的转化四则运算之间是有其内在联系的,减法是加法的逆运算,除法是乘法的逆运算,当加数相同时,加法可转换成乘法。
(1)4+4+4+4+4=5×4乘法是几个相同加数加法的简洁表示形式,是一种优化形式4+4+4+4+3=4×5-1=4×4+3=3×6+1等等这样做可能费时,但能有效激发学生寻求新方法的积极情绪,感受到因转化而让加法和乘法更有机结合在一起,从而激发学生对新知识、新方法的探知思维活动。
(2)小数的乘法、除法都是化成整数的乘除法来计算的例如1算式:1.2×3.51.2米×3.5米12分米×35分米=420d㎡1.2米×3.5米=4.20㎡例如2已知a*b=2a+3b,求4*5*是什么,很多学生没有见过,我们权且把它当作一种普通的符号,通过公式转化成我们学过的乘法、加法。
根据公式a*b=2a+3b,可得4*5=2×4+3×5例如3在小学阶段的分数应用题中,找单位1是关键,但有些题目单位1不是很明显,此时我们可在不改变原题意思的前提下,把题目中的关键句改变成xx比xx少(多)几分之几,这样把比字后的量看作单位1,问题就应刃而解了(1)水结成冰后体积增加1/10,现有水132立方厘米,结成冰后的体积是多少?解析:单位1不明显,把“水结成冰后体积增加1/10”变成“冰比水增加1/10”(2)一辆自行车原价500元,现在优惠20﹪,现价是多少元?解析:把“现在优惠了20﹪”改成“现价比原价少20﹪”。
转化思想转化思想是解决数学问题的一种最基本的数学思想,在研究数学问题时,我们通常是将未知问题转化为已知的问题,将复杂的问题转化为简单的问题,将抽象的问题转化为具体的问题,将实际问题转化为数学问题,我们也常常在不同的数学问题之间互相转化,可以说在解决数学问题时转化思想几乎是无处不在的。
例题分析 例1 解方程组x x x y x x y ()()++=++=⎧⎨⎩13514445242分析:从表面上看此题属于二元三次方程组的求解问题,超过我们所掌握的知识范围,但仔细分析可将方程组变形为()()()()x x x y x x x y 22351443524++=+++=⎧⎨⎪⎩⎪,再利用换元法,问题就迎刃而解了。
解:设x x u x y v 235+=+=,原方程组可化为u v u v ⋅=+=⎧⎨⎩14424解之,得u v ==⎧⎨⎩1212即x x x y 2123512+=+=⎧⎨⎩解之,得x y 11448=-=⎧⎨⎩.x y 22306==⎧⎨⎩. 例2若m 、n 、p 同时满足下面二式:23572351111mnpm n p ++=++=-+,,求23511m n p +-++的取值范围。
分析:直接利用已知条件中的两个等式得到23511m n p +-++的取值范围不好下手,如果换个角度考虑2351111m np -+++=可变形为2235511mn p ++⋅=,令2m a =,3n b =,5p c =,则已知条件可转化为方程组a b c ab c ++=++=⎧⎨⎪⎩⎪72511,进而找到a 、b 与c 的关系,可以确定所求式子的取值范围。
解:设235mn p a b c ===,,,则a b c ab c ++=++=⎧⎨⎪⎩⎪7125112()()由(1)、(2)可得a c =-+88 (3)bc =-159 (4)此时,23525365111m n p a b c c +-++=++=- (5) a >0,由(3)得c >1b >0,由(4)得c <53∴<<153c ∴由(5)得3152351111<++<+-m n p例3 如图,∆ABC 中,BC =4,AC ACB =∠=︒2360,,P 为BC 上一点,过点P 作PD//AB ,交AC 于D 。
数学的转化思想方法数学的转化思想方法特殊与一般的数学思想:对于在一般情况下难以求解的问题,可运用特殊化思想,通过取特殊值、特殊图形等,找到解题的规律和方法,进而推广到一般,从而使问题顺利求解。
常见情形为:用字母表示数;特殊值的应用;特殊图形的应用;用特殊化方法探求结论;用一般规律解题等。
整体的数学思想:所谓整体思想,就是当我们遇到问题时,不着眼于问题的各个部分,而是有意识地放大考虑问题的视角,将所需要解决的问题看作一个整体,通过研究问题的整体形式、整体结构、整体与局部的内在联系来解决问题的思想。
用整体思想解题时,是把一些彼此独立,但实质上又相互紧密联系的量作为整体来处理,一定要善于把握求值或求解的问题的内在结构、数与形之间的内在结构,要敏锐地洞察问题的本质,有时也不要放弃直觉的作用,把注意力和着眼点放在问题的整体上。
常见的情形为:整体代入;整式约简;整体求和与求积;整体换元与设元;整体变形与补形;整体改造与合并;整体构造与操作等。
分类讨论的数学思想:也称分情况讨论,当一个数学问题在一定的题设下,其结论并不唯一时,我们就需要对这一问题进行必要的分类。
将一个数学问题根据题设分为有限的若干种情况,在每一种情况中分别求解,最后再将各种情况下得到的答案进行归纳综合。
分类讨论是根据问题的不同情况分类求解,它体现了化整为零和积零为整的思想与归类整理的方法。
运用分类讨论思想解题的关键是如何正确的进行分类,即确定分类的标准。
分类讨论的原则是:(1)完全性原则,就是说分类后各子类别涵盖的范围之和,应当是原被分对象所涵盖的范围,即分类不能遗漏;(2)互斥性原则,就是说分类后各子类别涵盖的范围之间,彼此互相独立,不应重叠或部分重叠,即分类不能重复;(3)统一性原则,就是说在同一次分类中,只能按所确定的一个标准进行分类,即分类标准统一。
分类的方法是:明确讨论的对象,确定对象的全体,确立分类标准,正确进行分类,逐步进行讨论,获取阶段性结果,归纳小结,综合得出结论。
3.数学转化的思想转化思想是解决数学问题的一种最基本的数学思想,在研究数学问题时,我们通常是将未知的问题转化为已知的问题,将复杂的问题转化为简单的问题,将抽象的问题转化为具体的问题,将实际问题转化为数学问题等,我们也常常在不同的数学问题之间互相转化,可以说在解决数学问题时转化思想几乎是无处不在的。
一:【要点梳理】将未知解法或难以解决的问题,通过观察、分析、类比、联想等思想的过程,选择运用的数学方法进行交换,化归为在已知知识范围内已经解决或容易解决的问题思想叫做转化与化归的思想,转化与化归思想的实质是揭示联系,实现转化。
除简单的数学问题外,每个数学问题的解决都是通过转化为已知的问题实现的,化归月转化思想是解决数学问题的根本思想,解题的过程实际上就是一步步转化的过程,数学中的转化比比皆是,如未知向已知转化,复杂问题向简单问题转化,空间向平面的转化,高维向低维转化,多元向一元转化,高次向低次转化,函数与方程的转化,无限向有限的转化等,都是转化思想的体现。
熟练,扎实的掌握基础知识、基本技能和基本方法是转化的基础;丰富的联想,机敏细微的观察、比较、类比是实现转化的桥梁;培养训练自己自觉的化归与转化意识需要对定理、公式、法则有本质上的深刻理解和对典型习题的总结和提炼,要积极主动有意识的去发现事物之间的本质联系。
“抓基础,重转化”是学好中学数学的金钥匙。
二:【例题与练习】1.已知实数x 满足22110xx xx +++=,那么1x x+的值是( )A.1或-2;B. -1或2;C. 1 ;D.-22.如图①,分别以直角三角形ABC 三边为直径向外作三个半圆,其面积分别用S 1,S 2,S 3表示,则不难证明S 1=S 2=S 3(1)如图②,分别以直角三角形ABC 三边为边向外作三个正方形,其面积分别用S 1,S 2,S 3表示,那么S 1,S 2,S 3之间有什么关系(不求证明)?(2)如图③,分别以直角三角形ABC 三边为边向外作三个正三角形,其面积分别为S 1,S 2,S 3表示,请你确定S 1,S 2,S 3之间的关系,并加以证明。
什么是数学转化思想[数学中的转化思想及应用]数学中的转化"https:www.cspengbo.coupdate/" target="_blank" class="keylink">思想及应用八一班李有艺数学对于我们的生活尤为重要,也可以说,我们的生活中处处存在数学。
当然,在许多的数学范例中,都离不开转化思想的应用。
数学解题的本质就是转化,因此我们要熟练,掌握转化的思想。
一、整体转化思想1、在某些数学问题中,已知一个代数式的值,求另一个公式的是值。
但我们根本无法求出待求式中各个未知量的值。
此时,我们可以将代数是看做一个整体,并求上,这个整体的值,然后根据题意做出调整。
例1;若(m ²+n²)²-2(m ²+n²)-3=0求m ²+n²解:设m ²+n²=0则a ²-2a-3=0解得a 1=3a2=-1∴m ²+n²=3或-1∵m ²+n²≥0∴m ²+n²=32. 在一种数学问题中,往往不只一种解题方法和思路,但我们大多数人想出来的却是比较复杂的发法,其实仔细去多想一想简单的方法随之而有业。
例2;在Rt △ABC 中,∠ABC=90°斜边ABC 的周长为△AB C 的面积。
1求出三角形面积,需利用公式S=2底×高,所以我们可以求出底和高的值,但我们可以求出底和高的积,也可以求出面积解Rt △ACBCD 1∴CD=2∴AB=2∵设由题可得此时,大多数人会去解方程,而我们仔细看一看,在这个方程组中,有两个数的平方和,还有两个数的平方,由此,我们确定解法,利用完全平方公式。
①²-②得(x+y)²-(x ²+y²)=2∴2xy=2∴xy=111∴S △BCA=2xy=2题中所求xy 即为底和高的积,这样我们可以避免解二元二次方程的麻烦和其中可能出现的错误。
关于小学数学教学中转化思想的运用转化思想在小学数学教学中是非常重要的,它帮助学生将抽象的数学概念转化为具体的事物或情境,使学习更加有趣和实际。
下面将介绍一些在小学数学教学中运用转化思想的方法和效果。
一、用具体的事物或情境帮助理解抽象的概念在教授数学中的抽象概念时,可以通过使用具体事物或情境来帮助学生理解。
在教授几何中的形状时,可以使用各种不同的实物来让学生观察和感受。
使用各种不同的图形卡片,让学生比较它们之间的差异和共同点,以及它们在日常生活中的应用。
这样可以让学生更好地理解抽象的概念,并将其转化为具体的形状。
二、利用视觉化工具辅助教学视觉化工具在小学数学教学中是非常有用的。
通过使用各种视觉化工具,如图片、图表、图形等,可以帮助学生更好地理解数学概念,以及将其转化为具体的情境。
在教授分数的概念时,可以使用图片或图表来表示分数的大小和比较。
这样可以让学生更加直观地理解分数,并将其转化为具体的情境。
三、通过游戏和活动激发学生的兴趣和积极性在小学数学教学中,使用游戏和活动是非常有效的一种方法,可以帮助学生更好地理解和应用数学概念。
通过游戏和活动,可以让学生参与体验数学的乐趣和实际用途。
在教授加减法时,可以设计一些趣味的游戏和活动,如数学接龙、数学竞赛等,让学生通过互动和竞争的方式来学习和应用数学概念。
这样可以激发学生的兴趣和积极性,提高他们的学习效果。
四、启发学生思维,培养他们的问题解决能力转化思想在小学数学教学中还可以帮助学生培养问题解决能力。
通过引导学生思考和提问,可以激发他们的思维,让他们主动思考并尝试解决问题。
在解决数学问题时,可以提出一些启发性的问题,引导学生主动思考和发现解决问题的方法。
这样可以提高学生的问题解决能力,并培养他们的创新思维和解决实际问题的能力。
转化思想在小学数学教学中的运用是非常重要的,它可以帮助学生更好地理解抽象的数学概念,并将其转化为具体的事物或情境。
通过使用具体的事物或情境、视觉化工具、游戏和活动以及启发性问题,可以提高学生的学习兴趣和积极性,并培养他们的问题解决能力。
关于小学数学教学中转化思想的运用转化思想是教学中一种常见的教学策略,特别是在小学数学教学中,运用转化思想可以更好地帮助学生建立数学思维,提高解题能力。
一、什么是转化思想转化思想是指在解决问题时,通过将原来难以解决的问题转化成另外一个相对容易解决的问题,从而达到问题解决的目的。
在小学数学教学中,转化思想可以帮助学生明确问题的本质,快速发现问题的解题思路,提高解题效率。
1.数的分类:数的大小无法直接比较,但可以对数进行分类,然后将问题转化为不同的分类问题进行求解。
例如,对于解决“小明手里有4元钱,小红手里有2元钱,他们有多少钱”这类问题,可以将4元和2元进行简单分类,转化为“小明手里的钱比小红多多少钱”的问题,并计算两个数的差值,从而快速得出答案。
2.量的转换:在小学数学教学中,很多量的计算需要用到单位之间的转换。
例如,将毫米转换为厘米、分米和米等。
通过将问题中的量进行有效的转换,可以快速求得答案。
3.问题的综合运用:在小学数学教学中,一些问题可能需要综合运用多个知识点来解决。
这时,可以通过运用转化思想,将问题分解为多个小问题,然后逐个解决。
例如,在解决小学生常见的“找规律”题目时,可以将原问题转化为“先列出几个数,看它们之间有什么关系”等几个小问题,并进行分别求解。
4.分步求解:对于一些复杂的问题,可以采用分步求解的方法,将整个问题分为多个步骤进行求解。
例如,在同分母加减法的教学中,可以首先将分母进行统一,然后再进行分子的加减计算。
5.借用公式:在小学数学教学中,有些题目的解法可以采用公式。
通过借用公式来进行问题求解,可以快速地求出答案。
例如,在解决面积和周长相关问题时,可以借用面积和周长的相关公式进行计算。
三、总结在小学数学教学中,运用转化思想可以让学生更好地掌握数学知识,提高数学解题能力。
通过分类、单位转换、分步求解、借用公式等方法,可以将原本难解的问题转化为相对容易解决的问题,让学生更加愉快地掌握数学知识。
数学学科的六种思想是什么
1、转化思想:是一种重要的数学思想方法,所谓转化思想,就是把所要解决的问题转化为另一个较易解决的问题或已经解决的问题,具体地说,就是说把“新知识”转化为“旧知识”,把“未知”转化为“已知”,把“复杂”转化为“简单”,把“陌生”转化为“熟悉”,最终获得解原题的一种手段或方法,如在进行分式的加减运算时常将异分母分式转化同分母分式来加减,将分式除法运算转化为分式乘法运算;解分式方程时常将分式方程转化为整式方程来解决。
2、建模思想:就是运用数学知识解决实际问题。
首先要经过观察、分析、把实际问题转化为数学问题,在列分式方程解应用题时,应先从实际问题中找出等量关系,即建立数学模型,然后根据数学模型来列分式方程,从而达到解决实际问题的目的。
3、分类讨论的思想:具体地说,就是把包含多种可能情况的问题,按某一标准分成若干类,然后对每一类分别进行解决,从而达到解决整个问题的步的,分类的一般原则是:标准统一、不重不漏。
4、方程思想:就是把所要解决的问题通过设未知数列方程(组)的方法使问题得以解决或更容易解决。
5、数形结合思想:就是把图形与数量关系有机地结合起来,使数学问题更直观,更容易解决。
6、从一般到特殊的思想:先探索平行四边形,再探索矩形、菱形、正方形这些特殊平行四边形,先一般后特殊,在共性中寻找特性,是探索知识的主要方法。
数学转化思想经典例子
1 数学转化思想
数学转化思想是一种以动态见闻解决问题的思想,它把一个复杂的问题化做锻造和解决的可能性,从而找到更简洁的、更有效的解决方案。
它扩大着思考的边界并使人们能够做出更直观并且满足要求的决策。
2 经典例子
数学转化思想的经典例子之一便是美国科学家卡米尔斯和科林斯用数学去理解动物迁徙行为。
他们通过发现诸如鱼类、候鸟等植物数学模型,可以更精确地了解动物的行为,从而制定出更有效的动物保护政策。
另一个例子是英国经济学家戈登·布朗理解把政府的投资视为一种函数,以此来解决任务中的最优化问题。
这种思想不仅能够简化问题易于解决,而且能够更精确地表达数据以及更好地分析问题,从而帮助政府更好的完成功能。
3 深入理解
数学转化思想的观点是以数学化和统计化的方法,来表征未知的问题,它们会破除框架、扩大思想边界,从而解决问题。
通过数学转化思想,我们可以更快地探索新的知识,并有效地改变未知复杂环境中的不确定性,从而能够做出更有效的决策。
然而,除了对数学有熟
练掌握之外,更重要的是要能够严格地检查模型准确性,以防止其自身的局限性。
以上便是我们通过数学转化思想的经典例子来深入理解数学思维与解决问题的过程,我们也可以以此思路跳出界限,帮助我们做出更好的决策与选择。
关于小学数学教学中转化思想的运用
在小学数学教学中,转化思想是一种很重要的教学方法,它可以帮助学生更加深入地理解数学知识并将其应用于实际生活中。
下面本文将介绍小学数学教学中转化思想的运用。
一、概念阐释
转化思想是以转化为核心,通过将数学知识与实际生活紧密结合起来,从而促进学生对知识的理解和应用。
它是将抽象的数学知识与具体的实际生活相结合,通过转化,使学生更加深刻地理解数学知识的本质,从而更好地解决实际问题。
二、教学方法
1.引导学生进行实际生活中的问题转化
教师可以通过引导学生对实际问题进行转化,比如对于一道题目,可以通过建立相关的模型将题目具体化,这样学生就能够深入了解知识点背后的原理和应用。
通过这样的转化,学生能够更好地理解数学的应用于实际生活中的优势。
例如,对于小学二年级的学生而言,教师可以通过生活实例讲解两个数的加法,比如摆20个口香糖,拿走5个,留下多少个。
通过这样的转化,学生可以更好地理解数学加法的本质,了解数学应用于实际生活中的实际意义。
2.学生自己转化
当学生学习了一项数学知识后,教师可以要求学生通过实际问题自己进行转化,再将已经学习的数学知识应用到问题转化后的问题上。
例如,当教师讲授余数的时候,可以要求学生通过实际例子自己进行余数的计算,比如10个苹果,每个礼盒中可以装3个,那么最后会剩下几个苹果。
通过这样的转化,学生能够更好地理解余数的本质,并且更深刻地掌握数学知识。
三、小结。
化归的数学思想1、化归思想的概念。
人们面对数学问题,如果直接应用已有知识不能或不易解决该问题时,往往需要解决的问题不断转化形式,把它归结为能够解决或比较容易解决的问题,最终使原问题得到解决,这种思想方法称为化归(转化)思想。
从小学到中学,数学知识呈现出由易到难,由简单到复杂的过程;然而,人们在学习数学、理解和掌握数学的过程中,往往是通过把不熟悉的知识变成熟悉的知识,把难懂的知识变成简单的知识,一步步地学会解决各种复杂的数学问题。
因此,化归不仅是一种广义的数学思想方法,而且具有普遍意义。
同时,转化思想也是克服各种复杂问题的法宝之一,具有重要的意义和作用。
2、化归所遵循的原则。
化归思想的实质是在已有的简单、具体、基础知识的基础上,把未知的变成已知的,把复杂的变成简单的,把概括的变成特殊的,把抽象的变成具体的,把非常的规划成常规的,从而解决各种问题。
因此,在应用转换思想时,应遵循以下基本原则:(1)数学化原则,即把生活中的问题转化为数学问题,建立数学模型,从而应用数学知识找到解决问题的方法。
数学来源于生活,应用于生活。
学习数学的目的之一就是要利用数学知识解决生活中的各种问题,《课程标准》特别强调的目标之一就是培养实践能力。
因此,数学化原则是一般化的普遍的原则之一。
(2)熟悉化原则,即把陌生的问题转化为熟悉的问题。
人们学习数学的过程,就是一个不断面对新知识的过程;解决疑难问题的过程,也是一个面对陌生问题的过程。
从某种程度上说,这种转化过程对学生来说既是一个探索的过程,又是一个创新的过程;与《课程标准》提倡培养学生的探索能力和创新精神是一致的。
因此,学会把陌生的问题转化为熟悉的问题,是一个比较重要的原则。
(3)简单化原则,即把复杂的问题转化为简单的问题。
对解决问题者而言,复杂的问题未必都不会解决,但解决的过程可能比较复杂。
因此,把复杂的问题转化为简单的问题,寻求一些技巧和捷径,也不失为一种上策。
(4)形象化原则,即将抽象的问题变成具体的问题。
初中数学中的转化思想初中数学中的转化思想是指在解题过程中,将问题通过转化和改写的方式,转变为更简单或更易解决的形式。
转化思想是数学思维的重要组成部分,也是解题的关键方法之一。
下面将介绍一些常见的转化思想。
1. 数字的转化数字的转化指的是通过对数值进行适当的转化,使得问题更易解决。
常见的数字转化方法有:- 合并数字:将相邻的数字合并为一个数字,简化计算过程。
- 分解数字:将大的数字分解为几个较小的数字,便于计算或进行推理。
- 转化比例:将一个比例转化为等价的比例,便于解决问题。
2. 图形的转化图形的转化是指通过对图形进行转化,从而简化问题的解决。
常见的图形转化方法有:- 平移图形:将图形在平面上移动,使得问题更易理解。
- 旋转图形:将图形绕着一个点旋转,便于观察和解决问题。
- 放缩图形:将图形按照一定的比例进行放大或缩小,简化计算过程。
3. 方程的转化方程的转化是指通过对方程进行适当的转化,使得问题更易解决。
常见的方程转化方法有:- 合并同类项:将方程中的同类项合并,简化方程的形式。
- 移项变号:将方程中的项移到等号的另一侧,并改变其符号,使得方程更易求解。
- 求解代数方程:将复杂的代数方程转化为一元方程,便于求解。
4. 问题的转化问题的转化是指将原问题转化为与之等价但更易解决的问题。
常见的问题转化方法有:- 幼儿化问题:将复杂的问题转化为更简单的问题,便于理解和解决。
- 类比问题:将原问题与已知的类似问题进行比较,寻找相似之处,从而求解。
- 反证法:通过反证来解决问题,假设问题的反面是正确的,进而推导出矛盾,从而得出结论。
转化思想在初中数学中起着重要的作用,可以帮助学生更好地理解和解决问题。
通过掌握转化思想,学生可以在数学学习中培养出创新的思维方式,提高解决问题的能力。
数学中的转化思想反思总结数学中的转化思想反思总结转化思想是数学学科中一个十分重要的思维方式,它在解决问题和创新思考中起着关键性的作用。
转化思想是指将问题从一个领域或形式转化为另一个领域或形式,以期得到更好的理解和解决方案。
在数学中,转化思想广泛应用于各个领域,如代数、几何、概率等,为解决难题和推动学科发展提供了重要的思考方法和路径。
转化思想的核心是观察问题本质,识别问题的共性和规律,并通过转化、转换、重述等方式,将问题从一个角度或形式转化到另一个角度或形式。
通过转化思想,我们可以突破常规的思维模式,拓宽解决问题的思路,并发现问题的新特征和新解法。
在数学中,常见的转化思想包括代数化简、图像转化、模型转化等,这些思想方法的灵活运用不仅提供了解决问题的新思路,也为数学理论的创新和发展提供了源源不断的动力。
在代数领域中,转化思想可以帮助我们化简复杂的算式和方程,从而得到更简洁的表达和解法。
例如,在解决方程时,我们可以通过等式转化、代换等方式将复杂的方程转化为更简单的形式,以便更好地理解和求解。
类似地,在图形的平移、旋转、缩放等问题中,也可以通过转化思想将问题转化为更简单的几何形状,从而更好地分析和解决。
另外,转化思想在问题求解中也发挥着重要的作用。
许多数学问题具有复杂的结构和难以直接解决的特点,但通过适当的转化思想,我们可以将问题从一个角度或形式转化为另一种形式,以便更好地理解和求解。
例如,在概率问题中,我们经常用逆向思维将难以直接计算的概率问题转化为容易计算的几何问题或逻辑问题。
通过这种转化思想,我们可以利用已有的数学理论和方法,以更简单明了的方式解决问题。
转化思想还可以帮助我们发现并利用问题本身的内在规律和性质。
通过充分观察和思考,我们可以发现问题中的隐藏规律和关系,然后将其转化为有益的工具和方法。
例如,数学中常用的数列和级数问题,在解决这类问题时,我们可以通过找到数列之间的关系和性质,将原问题转化为求解某个特定的数列或级数,从而简化问题的求解过程。
转化思想转化思想就是解决数学问题得一种最基本得数学思想,在研究数学问题时,我们通常就是将未知问题转化为已知得问题,将复杂得问题转化为简单得问题,将抽象得问题转化为具体得问题,将实际问题转化为数学问题,我们也常常在不同得数学问题之间互相转化,可以说在解决数学问题时转化思想几乎就是无处不在得。
例题分析 例1 解方程组x x x y x x y ()()++=++=⎧⎨⎩13514445242分析:从表面上瞧此题属于二元三次方程组得求解问题,超过我们所掌握得知识范围,但仔细分析可将方程组变形为()()()()x x x y x x x y 22351443524++=+++=⎧⎨⎪⎩⎪,再利用换元法,问题就迎刃而解了。
解:设x x u x y v 235+=+=,原方程组可化为u v u v ⋅=+=⎧⎨⎩14424解之,得u v ==⎧⎨⎩1212即x x x y 2123512+=+=⎧⎨⎩解之,得x y 11448=-=⎧⎨⎩.x y 22306==⎧⎨⎩. 例2若m 、n 、p 同时满足下面二式:23572351111mnpm n p ++=++=-+,,求23511m n p +-++得取值范围。
分析:直接利用已知条件中得两个等式得到23511m n p +-++得取值范围不好下手,如果换个角度考虑2351111m n p -+++=可变形为2235511mn p ++⋅=,令2m a =,3n b =,5p c =,则已知条件可转化为方程组a b c ab c ++=++=⎧⎨⎪⎩⎪72511,进而找到a 、b 与c 得关系,可以确定所求式子得取值范围。
解:设235mn p a b c ===,,,则a b c ab c ++=++=⎧⎨⎪⎩⎪7125112()()由(1)、(2)可得a c =-+88 (3)bc =-159 (4)此时,23525365111m n p a b c c +-++=++=- (5) Θa >0,由(3)得c >1Θb >0,由(4)得c <53∴<<153c ∴由(5)得3152351111<++<+-m n p例3 如图,∆ABC 中,BC =4,AC ACB =∠=︒2360,,P 为BC 上一点,过点P 作PD//AB ,交AC 于D 。
连结AP ,问点P 在BC 上何处时,∆APD 面积最大?A分析:本题从已知条件上瞧就是一个几何问题,而求最大值又就是一个代数问题,因此把几何问题转化为代数中得函数问题就是解题得关键,为了完成这种转化,需要把位置关系转化为数量关系,得出函数解读式。
解:设BP =x ,∆APD 得面积为y 作AH BC ⊥于H则AH AC C =⋅∠=⋅=sin 23323 ∴=⋅=⨯⨯=∴=⋅=S BC AH S BP AH x ABC ABP∆∆12124361232ΘPD ABPCD BCA//~∴∆∆∴=∴=⋅=-S S CP CBS CP S x PCD BCA PCD ABC ∆∆∆∆()()()2224384ΘS S S S y x x APD ABC ABP PCD ∆∆∆∆=--∴=---6323842()化简得y x x =-+38322 配方得y x =--+382322()∴=x 2即P 为BC 中点时,∆APD 得面积最大这时∆APD 得面积最大值为32例4已知二次函数y ax bx c =++2过点O(0,0),A(13,),B(-,243)与C(-1,m )四点。
(1)确定这个函数得解读式及m 得值; (2)判断∆OAC 得形状;(3)若有一动圆⊙M ,点M 在x 轴上,与AC 相切于T 点,⊙M 与OA 、OC 分别交于点R 、S ,求证RTS ⌒弧长为定值。
分析:(1)由于二次函数过三个定点,因此可以利用待定系数法确定函数得解读式,进而求出m 得值。
(2)分别计算出OA 、OC 、AC 得长即可判定∆OAC 得形状。
(3)这一问综合性较强,需要根据条件列出点得坐标,再利用方程与距离公式求解。
解:(1)Θy ax bx c a =++≠20()得图象过点O(0,0)、A(13,)、B(-,243)⎪⎩⎪⎨⎧+-==++=∴cb ac c b a 243403解得a b c ===300,, ∴二次函数解读式为y x =32Θy x =32得图象过点C m ()-1, ∴=--=m 3132()(2)ΘOA OC ==±+=()()13222AC =++-=()()1133222∴∆AOC 就是等边三角形(3)设点M 得坐标为(P ,0)Θ⊙M 与AC 相切于T 点 ∴⊙M 得半径为3若⊙M 与OA 、OC 分别交于R x y S x y ()()1122,、,则||()()||()()MR x P y MS x P y 21212222223132=-+==-+=⎧⎨⎪⎩⎪Θy x y x 11223334==-⎧⎨⎪⎩⎪()()由(1)、(2)知,x x 12、就是方程()x P x -+=2233得两个根 即423022x Px P -+-=得两根为x x 12、∴+=⋅=-===-+-x x P x x P MR MS RS x x y y 1212221221222343,||||||()() =-++=++()()()x x x x x x x x 122122122212343)434(4])[(42221221=--=-+=P P x x x x∴=||RS 3∴∆MRS 就是等边三角形,∠=︒RMS 60∴RTS ⌒得弧长为603602333()ππ=(定值) 说明:本例就是一个综合问题,尤其就是第(3)小题体现了代数与几何得综合,需将几何中得点用坐标表示出来,再通过代数方法列出方程通过距离公式确定∆MRS 得形状,从而确定RMS ∠得度数,最后计算出RTS ⌒得弧长。
例5 如图,两圆同心,大圆得弦AD 交小圆于B 、C 两点,AE 切小圆于点E ,连结CE ,直线BE 交大圆于P 、Q 两点,已知BE =AE =b ,AB =a 。
求证:(1)CD 、CE 得长就是方程ax a b x ab 22220-++=()得两个根; (2)求PB 得长。
分析:此例不仅把线段CD 、CE 得长作为关于x 得一元二次方程得根,还将含线段长a 、b 得代数式作为方程得系数,所以解此例得关键就是用几何知识寻找线段CD 、CE 与实数a 、b 得等量关系,用含a 、b 得代数式表示CD 、CE 得长。
略解:(1)依题意,可证∆∆ACE AEB ~ 得CE =AC由切割线定理,得b a AC 2=⋅,即CE AC b a==2又CD =AB =a∴+=+=+⋅=⋅=⎧⎨⎪⎪⎩⎪⎪CD CE a b a a b a CD CE a b a b 22222 ∴CD CE 、得长就是方程ax a b x ab 22220-++=()得两个根(2)由相交弦定理,得PB BQ AB BD ⋅=⋅即PB PB b a b a()+=⋅2解得PB b =-+512(不合题意,舍去) ∴=-PB b 512易错题分析例1、四边形ABCD 中,∠=︒ABC 60,AC 平分∠BAD ,AC AD ==76,,S ADC ∆=1523,求BC 与AB 得长。
分析:本题就是四边形问题,通常要转化为直角三角形来解决。
由已知︒=∠60ABC ,AC 平分BAD ∠,所以想到由C 点作AB CE ⊥于E ,作AD CF ⊥于F 。
由已知3215=∆ADC S 可求出CF ,由CF CE =,可知CE 得长,通过解BEC Rt ∆可求出BC 得长。
BE 也可求,再通过解AEC Rt ∆由勾股定理求出AE 得长,这样,AB 得长就求出来了。
解:作AB CE ⊥于E ,AD CF ⊥于F21∠=∠Θ 235,2356213215==∴=⋅===∴∆CE CF AD ADCF S CFCE ADC ΘΘ在BEC Rt ∆中,235,60=︒=∠CE ABC Θ 5,25==∴BC BE 在ACE Rt ∆中,7=AC Θ由勾股定理,4121222=-=CE AC AE 825211211=+=+=∴=∴EB AE AB AE综上所述:8,5==AB BC 。
点评:本题有得同学没有思路,但如果想到由已知3215=∆ADC S ,想到作AD 边上得高线,再由AC 平分BAD ∠想到从C 点作角得两边得垂线段,总之,把四边形转化为直角三角形解决问题。
例2、四边形ABCD 中,︒=∠120A ,︒=∠90ABC ,7=BD ,3143cos =∠DBC ,求AB 。
分析:本题就是四边形问题,可以通过分割或补全直角三角形进行转化,从而解决问题。
解:过D 点作BA ED ⊥得延长线于E ,若C ∠为钝角,作BC DF ⊥延长线于F ,(若C ∠为锐角,作BC DF ⊥于F ,同理)在DBF Rt ∆中,3143cos =∠DBC ,7=BD , 32331437cos =⨯=∠⋅=∴DBC BD BF ,213=DF︒=∠=∠=∠90ABC F E Θ ∴四边形EBFD 就是矩形213==∴DF BE233==∴BF DE 在DEA Rt ∆中,︒=∠120DAB Θ ︒=∠∴60EAD523213213,23=-=-=∴==∴AE BE AB BE AEC点评:本题通过分割或补全直角三角形来求解四边形,注意对C ∠得讨论。
C ∠有可能就是锐角、直角或钝角,但无论C ∠就是什么角,都不影响解题得结果。
例3、在四边形ABCD 中,AD AB ⊥,10,135,60=︒=∠︒=∠AB D BAC ,340=∆ABC S ,求CD 得长。
分析:本题也就是四边形问题,需要转化为直角三角形解决。
解:若B ∠就是锐角,(B ∠就是钝角或直角同理)过C 点作AB CF ⊥于F ,过C 点作AD CE ⊥得延长线于E 。
10,34021==⋅=∆AB AB CF S ABC Θ ︒=∠=∠︒=∠=∴90,9038DAB E AFC CF Θ∴四边形AECF 就是矩形38==∴CF AE在AEC Rt ∆中,︒=∠︒=∠60,90CAB DAB838,30=∴=︒=∠∴EC AE EAC在DEC Rt ∆中,2845135=∴︒=∠∴︒=∠DC EDC ADC Θ点评:以上三个题组成一个题组,都就是解四边形得问题。
在四边形中,常常通过分割或补全直角三角形来求解四边形。
其实质就就是把四边形得问题转化为直角三角形得问题,所运用得数学思想就就是转化得思想。