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数学教学中应注重逆向思维的培养
安徽省安庆市大观区红星初级中学 丁传安
逆向思维是与传统的、习惯的、正面的思维相反的思维方式。它是从已有的习惯思路反向去思考和分
析问题,从而使问题得到解决的思维过程。是摆脱思维定势,突破旧有思想框架,产生新思想,发现新知
识的重要思维方式。逆向思维是创造思维的一个组成部分,培养学生逆向思维过程也是培养学生思维敏捷
性的过程。课堂教学实践表明:加强逆向思维的训练,可改变其思维结构,培养思维的灵活性、深刻性和
双向性,提高分析问题和解决问题的能力。因此,我们在课堂教学中应注重逆向思维的培养与塑造,以充
分发挥学生的思考能力,训练其思维的敏捷性,从而激发学生探索数学奥秘的兴趣。
一 从数学公式、法则和定律的可逆性进行逆向思维培养
数学中的许多公式、法则和定律一般用等式表示,既可从左到右顺用,也可从右到左逆用。
例1:计算(a+3b)2(a-3b)2
解法一:
(a+3b)2(a-3b)2 =(a2+6ab+9b2)(a2-6ab+9b2)
=[(a2+9b2) +6ab][(a2+9b2) -6ab]
=(a2+9b2)2-(6ab)2
=a4-18a2b2+81b
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解法二:
(a+3b)2(a-3b)2 =[(a+3b)(a-3b)]2
=(a2-9b2)2
= a4-18a2b2+81b
4
显然,逆向运用幂的性质解本题要简单的多。
例2:计算: 211+321+……+1091
分析:本题若按常规方法:先同分后相加,势必感到束手无策。若逆用减法法则:a1-b1=abab 或
n1-11n
= )1(1nn则带来很大的简便。
解:211+321+……+1091=11-21+21-31+……+91-101=1-101=109
又如计算(2+ 3 )2007(2- 3 )2007时,若不逆用幂的性质:(ab)n =an bn将无法进行。
二.逆其常规解题思路进行逆向思维培养
在根式化简时,常常要分母有理化,但对某些根式需要反常规考虑分子有理化。
例3.比较2007- 2006 与 2005 - 2004 的大小
解:2007-2006=2006 2007112006-2007
2
2005 - 2004
=12004- 2005=
2004 20051
显然200620071﹤200420051
所以2007- 2006﹤2005 - 2004
又如在解含有字母系数的有关问题是,若把未知数看作已知数,把已知数看作未知数,这种反“客”
为“主”的技巧有时往往很有效。
例4.关于x、y的二元一次方程(m+2)x+(m-3)y+m+12=0
试证明:不论m为何实数时,这些方程都有一公共解,并求出这个公共解。
证明:把m看作未知数,把x、y看作已知数,重新整理得:
(x+y+1)m +(2x-3y+12)=0
要使不论m为何实数时原方程都有一公共解,则应有
x+y+1=0
2x-3y+12=0
解得:
x=-3
y=2
当x=-3,y=2时,原方程为:
-3(m+2)+2(m-3)+ m+12=0
即:当x=-3,y=2时,原方程(m+2)x+(m-3)y+m+12=0恒成立。
所以,不论m为何实数时,这些方程都有一公共解
x=-3
y=2
三.运用求问题的反面培养学生的逆向思维
某些数学问题从正面思考时,往往陷入困境,若从问题的反面思考往往会绝处逢生,使问题迎刃而解。
例5. k为何实数时?x的任何值都不满足不等式 x2+2x+k﹤0
解:这一问题等价于
“k为何实数时?不等式 x2+2x+k≥0对一切实数x恒成立”
令y= x2+2x+k 由抛物线性质可知:欲使y≥0 ,应有△≤0 ,
即 4-4k≤0 ∴k≥1
所以,当k≥1时,x的任何值都不满足不等式
x2+2x+k﹤0
四.利用“逆向变式”训练培养学生的逆向思维
许多命题的逆命题是真命题,但要证明其正确性,往往比证原命题要难得多,这好比“上山容易下山
难” 。通过这样互逆变换,能很好地锻炼学生的逆向思维,有利于拓宽学生的思路,有利于知识的不断
深化,有利于激发学生的兴趣和灵感。
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例6.已知:点E是正方形ABCD内一点,△ABE为等边三角形。
求证:∠ECD=∠EDC=15°
D C
B
此题用正方形及等边三角形的性质很容易得证,但若变换条件与结论,便得到如下的题目:
已知:点E是正方形ABCD内一点,∠ECD=∠EDC=15°。
求证:△ABE为等边三角形
D C
B
分析:此题经过这样变换后比原题要难得多,学生们在证本题时都感到困难,主要是没有把已知
的15°集中在欲证其相等的线段处,下面来试着集中。
首先,由对称性,只需证AE=AD即可, 又CD=AD,而AD才是我们应该关注的目标。因此
应该把位于CD边上的,又在题中起主要作用的△ECD,设法移在AD边上,只要想到这一
点,便不难实现,可喜的是,这样一集中,还附带产生了我们所需的全等三角形。
证明:在△ADE中,作等腰△FAD,使∠FAD=∠FDA=15°则:
∠1=∠2=15° ∴∠3=60°
显然 △FAD≌△ECD
∴
DF=DE
∴△DEF是等边三角形
∴FD=FE , ∠DFE=60°
又
∵∠AFD=150°
∴∠AFE=360°-60°-150°=150
°
∴∠AFD=∠AFE
又∵AF=AF, FD=FE(已证)
∴△FAD≌△FAE ∴
AE=AD
∴AE=AB ∴△ABE为等边三角形
总之,培养学生的逆向思维能力,不仅对提高解题能力有益,更重要的是改善学生学习数学
的思维方式,有助于形成良好的思维习惯,激发学生的创新开拓精神,培养良好的思维品性,提
高学习效果、学习兴趣,及提高思维能力和整体素质。值得注意的是:正向思维有它很大的积极
的一面,但决不能一味地追求逆向思维的训练,否则适得其反。要结合所教学生的实际情况,因
材施教,适当、适度地施以逆向思维的教学手段,以达到启迪数学智慧的目的。