第二讲转化与化归思想
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1 化归与转化的思想方法
随着教育事业的发展,数学教育改革的逐步深入,尤其是在数学新课程标准中十分注重
培养学生的思想方法,培养学生应用数学解决问题的能力。化归作为重要的数学思想方法,
在数学教育中加强对化归思想的教育已成为十分重要的工作,这里,我仅就化归思想的核心
及其在生活中的作用等问题作一些初步探讨。
一、历史背景
化归与转化的思想简介匈牙利著名数学家罗莎·彼得在他的名著《无穷的玩艺》中,通
过一个十分生动而有趣的笑话,来说明数学家是如何用化归的思想方法来解题的.有人提出了
这样一个问题:“假设在你面前有煤气灶,水龙头、水壶和火柴,你想烧开水,应当怎样去做?”
对此,某人回答说:“在壶中灌上水,点燃煤气.再把壶放在煤气灶上.”提问者肯定了这一回答,
但是,他又追问道:“如果其他的条件都没有变化,只是水壶中已经有了足够的水,那么你又
应该怎样去做?”这时被提问者一定会大声而有把握地回答说:“点燃煤气,再把水壶放上去.”
但是更让人出乎意料的答案出现了。数学家会回答:“把水倒掉,方法同上。”
一个有趣的笑话精辟的道出化归的方法的精髓。
二、化归与转化的含义
在历史上曾经有不少数学家从各种不同的角度对化归方法作过论述。例如,笛卡尔曾经
提出如下的“万能方法”:①把任何问题都化归为数学问题;②把任何数学问题都化归为代数
问题;③把任何代数问题都化归方程式的求解。由于求解方程的问题被认为是已经能解决的
(或者说,是比较容易解决的),因此笛卡尔认为利用这样的方法可解决各类型的问题。显然
他的这一结论并不正确,所谓的“万能方法”也根本不存在,笛卡尔所给出的这一模式毕竟
可视为化归方法的一个具体运用,从而产生过具有重要意义的成果。事实上,笛卡尔创立解
析几何学,正是这种重要成果的生动体现。
化归法的一般模式,其形式如下图[4]
:
化归与转化就是将待解决或未解决的问题,通过转化归结为一个已经能解决的问题,或
者归结为一个比较容易解决的问题,或者归结为一个已为人们所熟知的具有既定解决方法和
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导数应用中的化归与转化思想
作者:李文生
来源:《新课程·中学》2015年第06期
在数学的知识和技能中,蕴含着具有普遍性的数学思想,它是数学的精髓和灵魂,是知识转化为能力的桥梁,是数学知识和方法产生的根本源泉,对数学思想的应用,是数学学习走向更深层次的一个标志,它能指导我们有效地应用数学知识,探寻解题方向.
数学对象的内部或者不同的数学对象之间,往往会以某种形式相互联系,在一定的条件下能够相互转化,针对面临的数学问题,实施或转化问题的条件,或转化问题的结论或转化问题的内在结构,或转化问题的外部表现形式等行动策略去解决有关的数学问题,能促进问题的解决,可以说,数学解题的过程就是不断化归与转化的过程.
在应用导数解决问题的过程中,对于一时难以解决的问题,可运用转化与化归思想经过观察、分析、类比、联想等思维过程,运用恰当的数学方法进行变换,将原问题化归为一类已经能解决或者比较容易解决的问题.而导数综合问题的主要类型有:
(1)不等式的恒成立问题;(2)证明不等式问题;(3)方程的求解问题.
通常,应用化归与转化思想解决导数的综合问题时有一个基本的解题思路,即:将不等式的恒成立问题转化为函数的最值问题;将证明不等式问题转化为函数的单调性与最值问题;将方程的求解问题转化为函数的零点问题、两个函数图象的交点问题等.
为了完成上述转化,要把握两个关键:(1)针对问题的需要,合理地构造函数,找到问题转化的突破口;(2)通过“再构造、再求导”,实现问题的深度转化.
下面通过具体例题,对上述两个关键进行一些探究.
点评:一次函数、二次函数、指对数函数、幂函数、简单的分式根式函数、绝对值函数的图象力求清晰准确,一些综合性的问题基本上是这些函数的组合体,如果适当分解和调配就一定能找到问题解决的突破口,使问题简单化、明确化.
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转化与化归思想
作者:黄桂林
来源:《数学金刊·高考版》2014年第04期
大家都熟悉曹冲称象的故事,把大象的重量转化为石头的重量以称出大象的重量.两千多年前,幼小的曹冲就有这样惊人的智慧,怎不叫人称赞.这个故事启发我们在现实生活中遇事要多动脑筋,经常锻炼自己的思维能力,使人变得越来越聪明.同时它也体现了数学中的一种重要的数学思想方法——转化与化归.
解题常用的转化策略有:正与反的转化、空间与平面的转化、命题之间的转化、常量与变量的转化、数与形的转化、函数与方程的转化等.因此,有关转化与化归的数学命题在高考试题中占有重要位置.
在数学中,存在着许许多多具有等价性的问题,“恒等变形”是解题的最基本的方法,如解方程和不等式的过程本身就是一个等价转化的过程.
/ 大家都熟悉曹冲称象的故事,把大象的重量转化为石头的重量以称出大象的重量. 两干多年 / - _ 前,幼小的曹冲就有这样惊人的智慧,怎不叫人称赞.这个故事启发我们在现实生活中遇事要多动 / …………………一 脑筋,经常锻炼自己的思维能力,使人变得越来越聪明.同时它也体现了数学中的一种重要的数学 / , 思想方法——转化与化归. /
解题常用的转化策略有:正与
反的转化、空间与平面的转化、命题
之间的转化、常量与变量的转化、数
与形的转化、函数与方程的转化等.
因此,有关转化与化归的数学命题
在高考试题中占有重要位置.
曩~ Ⅲ_h~ _~m _… ……一 … ……~~一 …w一 等价转化
在数学中,存在着许许多多具
有等价性的问题,“恒等变形”是解
题的最基本的方法,如解方程和不
等式的过程本身就是一个等价转化
的过程.
{。}例1若数列{%}满足 一 n l
-_=d(n EN ,d∈R),贝4称数歹0{%} an
为调和数列.已知数列f l为调和 l n J 数列,Axl帆2+… ∞=200,则转慨16=
思路点拨 本题为新定义题,
但也不要被表象所迷惑.透过现象
看本质.转化为我们熟悉的数列再
做进一步破解.注意此题中角色的
变化,由数列{ j为调和数列,得到 数列 }为等差数列是解题的关键.
根据调和数列的定义,可以看出其
倒数数列符合等差数列的定义,由
此就可以转化.然后利用等差数列
的性质即可求解. 破解 已知数列{an}为调和数
1 1 列,则 一 一=d(n∈N ,d∈R),也 an-I an f l 、 就是数列{ }为等差数列;现在数列 【an J r 1 、 { }为调和数列,则数列 }为g-差 【 n j 数列,那么由 慨2+…+ ∞=200,根据
等差数列的性质可得 1帆2+…+ 20=
10(x ̄+x16)=200,所I,Xx5+xl6=20.
.。|例2已知函 ( )= ,等差