【化归与转化】
- 格式:doc
- 大小:246.50 KB
- 文档页数:6
第九讲 转化与化归所谓转化与化归思想方法,就是在研究和解决有关数学问题时采用某种手段将问题通过变换使之转化,进而达到解决的一种方法.一般总是将复杂的问题通过变化转化为简单的问题,将难解问题通过变换转化为容易求解的问题,将未解决的问题转化为已解决的问题.转化有等价转化与不等价转化 等价转化后的新问题与原问题实质是一样的 不等价转化则部分地改变了原对象的实质,需对所得结论进行必要的修正应用转化与化归思想解题的原则应是化难为易、化生为熟、化繁为简,尽量是等价转化.常见的转化有 正与反的转化、数与形的转化、相等与不等的转化、整体与局部的转化、空间与平面相互转化、复数与实数相互转化、常量与变量的转化、数学语言的转化.不等式恒成立问题与函数最值问题的互化〔例1〕已知()lg(1)f x x =+,()2lg(2)g x x t =+(t R ∈).(1)当1t =-时,解不等式()()f x g x ≤;(2)如果[0 1]x ∈,时,()()f x g x ≤恒成立,求参数t 的取值范围.〔例2〕设123(1)()lg x x x x n n af x n++++-+= ,其中a R ∈,*n N ∈,且2n ≥,若当( 1]x ∈-∞,时,()f x 有意义,求a 的取值范围.方程有解问题与函数的值域问题的互化〔例3〕求函数2331x x y =++的值域.⇔方程23310x x a ++-=有实数解,求实数a 的取值范围.⇔方程210x x a ++-=有正数解,求实数a 的取值范围.〔例4〕求函数2y x =.⇔方程20x a =有实数解,求实数a的取值范围.⇔曲线y 2y x a =-有交点时,求实数a 的取值范围.⇔向量(2 1)a =-,与向量(b x = 的数量积的取值范围.参数与变量的转化〔例5〕求对于满足04p ≤≤的所有实数p ,使不等式243x px x p +>+-恒成立的x的取值范围.〔例6〕点00( )M x y ,为圆222(0)x y a a +=>内异于圆心的点,判断直线200x x y y a +=与该圆的位置关系.〔例7〕对任意函数()()f x x D ∈,可按图示构造一个数列发生器,其工作原理如下①输入数据0x D ∈,经数列发生器输出10()x f x =;②若1x D ∉,则数列发生器结束工作;若1x D ∈,则将1x 反馈回输入端,再输出21()x f x =,并依此规律继续下去现定义124)(+-=x x x f (1)若输入04965x =,则由数列发生器产生数列{}n x ,请写出{}n x的所有项;(2)若要数列发生器产生一个无穷的常数列,试求输入的 初始数据0x 的值;(3)若输入0x 时,产生的无穷数列{}n x ,满足 对任意正整数n 均有1n n x x +<;求0x 的取值范围正与反的转化〔例8〕一条路上共有9个路灯,为了节约用电,拟关闭其中3个,要求两端的路灯不能关闭,任意两个相邻的路灯不能同时关闭,那么关闭路灯的方法总数为〔例9〕某房间有4个人,那么至少有2人生日是同一个月的概率是 (列式表示)具体与抽象的转化〔例10〕已知函数()tan 4f x a x =+,其中 a b ,为常数,若3[lg(log 10)]5f =,求[lg(lg3)]f 的值.〔例11〕知函数532()lg(sin 8f x x x a x bx cx x =+++-+-,其中 a b ,为常数,若(2) 4.627f -=,求(2)f 的值.一般化,已知函数()()()f x g x h x m =++,其中m 为常数,()g x 是奇函数,()h x 是偶函数,若()f a b =,求()f a -的值.实与虚的转化〔例12〕已知复数z 满足i z 44+-=-,求复数z 的模||z .〔例13〕设0a ≥,在复数集内解方程22||z z a +=〔例14〕如图,正方形ABCD 和ABEF 的边长都是1,且平面ABCD ⊥平面ABEF ,点M 在AC 上移动,点N 在BF上移动,若(0CM BN a a ==<,(1)求MN 的长;(2)当a 为何值时,MN 的长最小,并求这个最小值.定与动的转化〔例15〕已知a b ≠,且2sin cos 04aa πθθ+-=,2sin cos 04b b πθθ+-=,判断连结点2( )a a ,,2( )b b ,的直线与以原点为圆心的单位圆的位置关系.〔例16〕双曲线的一个焦点1(2 12)F -,且过点(7 0)A -,和(7 0)B ,,求双曲线另一个焦点2F 的轨迹方程.整体与局部的转化 〔例17〕“换元法”是将某个代数式看成一个整体并用一个字母取代它,将问题简单化的一种方法,如:“求函数y x =-的最小值”,我们可以用换元法解答如下:令t ,则[0 )t ∈+∞,,21x t =+,221y t t =-+,当1t =,即2x =时,min 0y =.请从函数2x y =;1y x x=+;22y x x =-中任选两个不同的函数编制一道用换元法简化的数学问题,并予以解答.〔例18〕设二次函数)0()(2>++=c c x x x f .若()0f x =有两个实数根1x ,)(212x x x <.(1)求实数c 的取值范围;(2)求12x x -的取值范围;(3)如果存在一个实数m ,使得()0f m <,证明:21x m >+.CEAFBD M N练习:1.已知两条直线12 0y x ax y =-= :,:,其中a R ∈,当这两条直线的夹角在(0 )2π,内变动时,a 的取值范围是 .2.等差数列{}n a 和{}n b 的前n 项和分别用n S 和n T 表示,若534+=n nT S n n ,则lim n n na b →∞= . 3.已知实数 x y 、满足512600x y +-=的最小值是 .4.求函数cos y x x =的对称轴、对称中心、单调区间.5. 已知函数)10(log )(≠>=a a x x f a 且及数列}{n a .使得2,)(1a f ,)(2a f ,…,)(n a f ,24( 1 23 )n n += ,,,构成等差数列.(1)求数列}{n a 的通项公式;(2)若数列}{n a 的前n 项和为n S ,当01a <<时,求n n S ∞→lim ;(3)若)(n n n a f a b ⋅=,当1a >时,试比较n b 与1+n b 的大小.6.已知实数y x ,满足545422=+-y xy x ,设22y x S +=,求minmax 11S S +的值.7.已知函数23123()n n f x a x a x a x a x =++++ ,*n N ∈,且123 n a a a a ,,,,构成一个数列{}n a ,满足2(1)f n = (1)求数列{}n a 的通项公式,并求1lim +∞→n n n a a ;(2)证明10()13f <<8.设 A B ,是双曲线2212y x -=上的两点,点(1 2)N ,)是线段AB 的中点 (1)求直线AB 的方程;(2)如果线段AB 的垂直平分线与双曲线相交于C 、D 两点,那么A 、B 、C 、D 四点是否共圆?为什么?9.过点(4 3)P ,的直线 与 x y ,轴的正半轴分别相交于 A B ,,O 为坐标原点,当||||OA OB +最小时,求这个最小值和直线 的方程.10.为确保信息安全,信息需要加密传输,发送方由“明文→密文(加密)”,接收方由“密文→明文(解密)”,已知加密规则是:明文 ab c d ,,,对应密文2 2 23 4a b b c c d d +++,,,,例如,明文12 3 4,,,对应的密文是5 7 18 16,,,.当接收方收到密文14 9 23 28,,,时,求解密后得到的明文.。
数学中的化归和转化的区别化归和转化在数学中可谓是两种不同的“武器”,就像你出门前选择的两种不同的鞋子,虽然都是为了让你走得更顺,但各自的风格和用途可不一样。
先说化归吧,它就像一个聪明的小侦探,总是能把复杂的问题化简为一个更简单的版本,就像你在找那个丢失的袜子时,先从最简单的地方找起。
想象一下,有个问题让你抓耳挠腮,突然灵光一闪,发现其实这个问题可以用一个已经解决过的类似问题来处理。
比如,求某个数的平方根,嘿,原来我可以把它变成求某个多项式的根。
哇哦,瞬间就轻松多了,简直像在解决一个小谜题。
再聊聊转化,这家伙的风格就有点不同,感觉像是个魔术师,总能把问题变得炫酷而又复杂,吸引你目光。
这种方法通常是把问题转变为另一个领域的问题,比如把几何问题转化为代数问题。
就像你在吃火锅时,突然想到要来点凉菜,哇,感觉整个火锅都不一样了!转化能让我们看到问题的另一面,帮助我们从不同的角度来思考,这样不仅能增添趣味,还能激发新的灵感。
化归和转化其实就是两个老朋友,虽然性格不同,但各有千秋。
化归更直接,通常是在解决问题的过程中先把问题简化,就像把复杂的菜谱简化为几个简单的步骤,最终的结果往往让人惊艳。
而转化呢,更像是个思维的飞跃,挑战我们的想象力,让我们在不经意间就找到了新的解决方法。
像是游戏中的升级道具,让我们的思维更加灵活。
我记得有一次在解一个几何题,愁眉苦脸,觉得这题就像个大石头压在我心头。
然后我想,为什么不试试把它转化成代数问题呢?于是,我开始把图形的边长变成了代数表达式,结果发现这题竟然变得简单多了!嘿,转化的魅力果然不容小觑,简直是打开了新世界的大门。
回头想想,真是挺神奇的,有时候我们以为解决问题的方法只有一条路,结果却发现原来还有千条万条路可以走。
化归也有它的妙处。
在解决某些问题时,我们只需要找到一个合适的例子,把复杂的问题变成我们熟悉的样子,像是在拼图游戏中,找到那块合适的拼图,整个画面就会瞬间清晰。
化归的过程常常能给我们带来意想不到的收获,仿佛在漫长的旅途中,突然发现了一个美丽的风景。
转化与化归思想方法,就就是在研究与解决有关数学问题时采用某种手段将问题通过变换使之转化,进而得到解决得一种方法、一般总就是将复杂得问题通过变换转化为简单得问题,将难解得问题通过变换转化为容易求解得问题,将未解决得问题通过变换转化为已解决得问题、转化与化归思想在高考中占有十分重要得地位,数学问题得解决,总离不开转化与化归,如未知向已知得转化、新知识向旧知识得转化、复杂问题向简单问题得转化、不同数学问题之间得互相转化、实际问题向数学问题转化等、各种变换、具体解题方法都就是转化得手段,转化得思想方法渗透到所有得数学教学内容与解题过程中、1、转化与化归得原则(1)熟悉化原则:将陌生得问题转化为熟悉得问题,以利于我们运用熟知得知识、经验来解决、(2)简单化原则:将复杂问题化归为简单问题, 通过对简单问题得解决,达到解决复杂问题得目得,或获得某种解题得启示与依据、(3)直观化原则:将比较抽象得问题化为比较直观得问题来解决、(4)正难则反原则:当问题正面讨论遇到困难时,可考虑问题得反面,设法从问题得反面去探讨,使问题获解、2、常见得转化与化归得方法转化与化归思想方法用在研究、解决数学问题时,思维受阻或寻求简单方法或从一种状况转化到另一种情形,也就就是转化到另一种情境使问题得到解决,这种转化就是解决问题得有效策略,同时也就是成功得思维方式、常见得转化方法有:(1)直接转化法:把原问题直接转化为基本定理、基本公式或基本图形问题、(2)换元法:运用“换元”把式子转化为有理式或使整式降幂等,把较复杂得函数、方程、不等式问题转化为易于解决得基本问题、(3)数形结合法:研究原问题中数量关系(解析式)与空间形式(图形)关系,通过互相变换获得转化途径、(4)等价转化法:把原问题转化为一个易于解决得等价命题,达到化归得目得、(5)特殊化方法:把原问题得形式向特殊化形式转化,并证明特殊化后得问题、结论适合原问题、随着国家经济得发展,科技得发达,人才得需求,中国教育得改革,数学新课标得出现,在对学生得知识与技能,数学思想及情感与态度等方面得要求,学生在数学得学习方法也应该要相应改变了,要满足社会得需要、化归与转化思想得实质就是揭示联系,实现转化、除极简单得数学问题外,每个数学问题得解决都就是通过转化为已知得问题实现得、从这个意义上讲,解决数学问题就就是从未知向已知转化得过程,同时在生活中许许多多得事情也需要往已知得方面转化,把事情简单化,这对以后学生得能力与德育方面有很大得帮助、化归与转化得思想就是解决数学问题得根本思想,解题得过程实际上就就是一步步转化得过程、数学中得转化比比皆就是,如未知向已知转化,复杂问题向简单问题转化,新知识向旧知识得转化,命题之间得转化,数与形得转化,空间向平面得转化,高维向低维转化,多元向一元转化,高次向低次转化,超越式向代数式得转化,函数与方程得转化等,都就是转化思想得体现、新得教学体制得出现, 化归与转化得思想将就是贯穿整个中学教学得一种主要得思想,所以在教学过程中要把这种思想溶入进去,让学生体会个中得精髓、关健词化归;转化;分析;联想1、化归与转化解决数学问题时,常遇到一些问题直接求解较为困难,通过观察、分析、类比、联想等思维过程,选择运用恰当得数学方法进行变换,将原问题转化为一个新问题(相对来说,对自己较熟悉得问题),通过新问题得求解,达到解决原问题得目得,这一思想方法我们称之为“化归与转化得思想方法”、化归与转化思想得核心,就是以可变得观点对所要解决得问题进行变形,就就是在解决数学问题时,不就是对问题进行直接进攻,而就是采取迂回得战术,通过变形把要解决得问题,化归为某个已经解决得问题、从而求得原问题得解决、它得基本形式有:化未知为已知,化难为易,化繁为简,化曲为直等等、化归与转化得思想也不就是随时能用,或随便用得,它需要遵循一定得原则,从而达到转化得正确性,实现这种思想得作用、下面我就来谈谈我对这种方法得理解、2.化归与转化得原则化归与转化思想得实质就是揭示联系,实现转化、转化有等价转化与非等价转化,等价转化得作用就不用说,而不等价转换,如果没明确得附加条件,那就失去它得价值了、所以化归与转化就需要遵循一定得原则:2、1熟悉化原则:将陌生得问题转化为熟悉得问题,以利于我们运用熟知得知识、经验与问题来解决、除了及少数得原始知识外,整个中学得数学知识得学习就就是在实现转化为旧得知识而得到得、例如:学二元一次方程就用化元法转化为一元一次方程;学一元二次方程用降幂法转化为一元一次方程;函数与方程之间得转化等等、2、2简单化原则:将复杂得问题化归为简单问题,通过对简单问题得解决,达到解决复杂问题得目得,或获得某种解题得启示与依据、这个原则大部分学生都知道,她们都会想把问题简单化,达到求解得过程、这个原则可以在无以记数得数学简便方法中体现出来、2、3与谐化原则:化归问题得条件或结论,使其表现形式更符合数与形内部所表示得与谐得形式,或者转化命题,使其推演有利于运用某种数学方法或其方法符合人们得思维规律、也就就是说整个转化得过程中,要符合思维规律,虽然思维可以多样化,可以无以为边得想象,但也要能被人接受并能理解、体现出现在国家倡导得与谐社会、2、4直观化原则:将比较抽象得问题转化为比较直观得问题来解决、这个主要在函数与图象得联系中体现出来、把某些枯燥乏味得代数问题转化为图形来解决,能直观得解决问题、2、5正难则反原则:当问题正面讨论遇到困难时,可考虑问题得反面,设法从问题得反面去探求,使问题获解、反证法得应用把这个原则表现得淋漓尽致,学生能理解到其中得精髓可就是可以受用无穷得,包括在生活中得应用、2、6 现实化原则:所学所用所理解得道理要用于社会实践,同时要满足社会人才得需求、3.化归与转化得方法化归与转化得方法,在千变万化得题目中,方法也各不相同,也无以统计,这里就只讲解几中常用,学生也容易理解得、3、1 直接转化法:直接把新得知识转化为前续知识、这个在讲解新课得时候,尽量让学生去体会,让她们能自己解决新得问题,获取新得知识,接着把新得知识吸收,继续解决新得问题、3、2 构造法:这个就是个重要得方法,有不少题目,不能直接解决与转化,缺少了媒介,让不少学生无从下手,这时就需要构造一个数学情境,建立一个数学模型,把问题溶入进去,使问题简单化,直观化,从而达到求解得过程、3、3 数与形得转化:这个主要用于函数问题得解答与某些图型中得某些量得关系、数形结合就是数学学习得一种重要得思想、3、4换元法:这个重要就是把一些繁杂得,但又有重复性得题目简单化,更直观、这个主要用于方程得解答、3、5 相等与不相等之间得转化:这个主要用与不等式得证明与函数区间、3、6实际问题与数学理论得转化:理论联系实际得一种方法、也就是学生情感方面得培养、3、7 特殊与一般之间得转化:公式法解一元二次方程就就是把特殊得一般化了、同时也可以说把具体得抽象化了、3、8 数学各分支之间得转化:数学本来就就是一个连贯得整体,把各分支有机得联系起来,让人感到它得魄力、同时也能解决数学以外得我问题、5总结提炼数学新课标要求学生不仅要学会知识,还要能用所学得知识解决新问题,并能总结归纳,化为新得知识并接受,这样才能满足社会人才得需求、化归与转化就就是将待解决或未解决得问题,通过转化归结为一个已经能解决得问题,或者归结为一个比较容易解决得问题,或者归结为一个已为人们所熟知得具有既定解决方法与程序得问题,最终求得原问题得解决、懂得化归与转化得基本方向就是简单化、熟悉化、与谐化、化归与转化需要广泛与灵活得联想,联想得基础就是扎实得基础知识、基本技能与基本方法、熟练、扎实地掌握基础知识、基本技能与基本方法就是转化得基础;丰富得联想、机敏细微得观察、比较、类比就是实现转化得桥梁;培养训练自己自觉得化归与转化意识需要对定理、公式、法则有本质上得深刻理解与对典型习题得总结与提炼,要积极主动有意识地去发现事物之间得本质联系、为了实施有效得化归,既可以变更问题得条件,也可以变更问题得结论,既可以变换问题得内部结构,又可以变换问题得外部形式,既可以从代数得角度去认识问题,又可以从几何得角度去解决问题、。
解题思想数学“化归与转化思想”学生姓名授课日期教师姓名授课时长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。
”但是更完善的回答应该是这样的:“只有物理学家才会按照刚才所说的办法去做,而数学家却会回答:‘只须把水壶中的水倒掉,问题就化归为前面所说的问题了’”。
“把水倒掉”,这就是化归,这就是数学家常用的方法。
翻开数学发展的史册,这样的例子不胜枚举,笛卡儿誉其为“万能方法”。
他在《指导思维的法则》一书中指出:第一,将任何种类的问题转化为数学问题;其次,将任何种类的数学问题转化为代数问题;第三,将任何代数问题转化为方程式的求解。
其实所谓化归思想,一般就是指人们将待解决或难以解决的问题通过某种转化过程,归结到一类已经解决或比较容易解决的问题中去,最终求得原问题的解答的一种手段和方法。
化归与转化思想的实质是揭示联系,实现转化。
化归与转化的思想是解决数学问题的根本思想,实质是转化矛盾的思想方法,其遵循“运动——转化——解决”的基本思想。
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,新知识向旧知识的转化,命题之间的转化,数与形的转化,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,超越式向代数式的转化,函数与方程的转化等,都是转化思想的体现。
这种思想方法可分为①多维化归方法,如:换元法、恒等变换法、反证法、构造法、待定系数法、数学归纳法;②二维化归法,如解析法、三角代换法、向量法;③单维化归法,如:复数法、代入法、加减法、判别式法、曲线系数法、坐标变换法。
转化与化归思想——消元转化与化归的思想所谓化归与转化的思想是指在研究数学问题时,采用某种手段将问题通过变换使之转化,进而使问题得到解决的一种解题策略.一般情况下,都要将未解决的问题化归转化为已解决的问题。
化归与转化的思想方法是数学中最基本的思想方法,同时也是在解决数学问题过程中无处不存在的基本思想方法。
数形结合的思想体现了数与形的相互转化;函数与方程思想体现了函数、方程、不等式间的相互转化;分类讨论思想体现了局部与整体的相互转化,因此以上三种思想方法都是转化思想的具体体现,各种变换的方法及分析法、反证法、特定系数法、构造法等都是转化的手段。
化归与转化的原则是:将不熟悉和难解的问题转化为熟知的易解的或已经解决的问题:将抽象的问题转化为具体的直观的问题;将复杂的问题转化为简单的问题;将一般性的问题转化为特殊的问题,将实际问题转化为数学问题,使问题便于解决。
解题方法指导1.运用化归与转化的思想解题需明确三个问题:(1)明确化归对象,即对什么问题转化;2)认清化归目标,即化归到何处去;(3)把握化归方法,即如何进行化归;2.运用化归与转化的思想解题的途径:(1)借助函数进行转化;(2)借助方程(组)进行转化;(3)借助辅助命题进行转化;(4)借助等价变换进行转化;(5)借助特殊的数与式的结构进行转化;(6)借助几何特征进行转化。
消元例 用加减法解方程组34165633x y x y +=⎧⎨-=⎩ 分析:这两个方程中未知数的系数既不相反也不相同,直接加减不能消元,试一试,能①②否对方程变形,使得两个方程中某个未知数的系数相反或相同。
解:①×3,得9x+12y=48 ③②×2,得10x-12y=66 ④③+④,得19x=114x=6把x=6代入①,得3×6+4y=164y=-2, y=-1 2所以,这个方程组的解是612 xy=⎧⎪⎨=-⎪⎩。
化归与转化一、化归与转化其实所谓化归思想,一般就是指人们将待解决或难以解决的问题通过某种转化过程,归结到一类已经解决或比较容易解决的问题中去,最终求得原问题的解答的一种手段和方法。
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,新知识向旧知识的转化,命题之间的转化,数与形的转化,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,超越式向代数式的转化,函数与方程的转化等,都是转化思想的体现。
这种思想方法可分为①多维化归方法,如:换元法、恒等变换法、反证法、构造法、待定系数法、数学归纳法;②二维化归法,如解析法、三角代换法、向量法;③单维化归法,如:复数法、代入法、加减法、判别式法、曲线系数法、坐标变换法。
二、典型例题例1.)在平面直角坐标系xoy 中,有一个以)3,0(1-F 和)3,0(2F 为焦点、的椭圆,设椭圆在第一象限的部分为曲线C ,动点P 在C 上,C 在点P 处的切线与x y 、轴的交点分别为A 、B ,且向量OM OA OB =+.求点M 的轨迹方程.[解析] 在求得曲线C 的方程)0,0(1422>>=+y x y x 后,将其转化为函数)10(122<<-=x x y 的图像来认识,通过导数得y '=-2x1-x 2设P(x 0,y 0),因P 在C 上,有0<x 0<1, y 0=21-x 02 , y '|x=x0= -4x 0y 0,得切线AB 的方程为: y=- 4x 0y 0 (x -x 0)+y 0。
于是得A(1x 0,0)和B(0,4y 0),设M(x ,y),由O M O A O B =+ 得:x=1x 0,y=4y 0,所以xx 10=,y y 40=,代入142020=+y x 得点M 的轨迹方程为: 1x 2 + 4y 2 =1 (x>1,y>2)。
[点评] 此题表面上为解析几何的试题,看似与函数无关,因此很容易想到用解析法确定椭圆切线方程的方法,这样就会陷入繁杂的计算之中,事实上,联想到函数切线的几何意义以后,将问题转化到函数的导数,问题得到了大大简化。
高三数学第二轮专题复习课堂资料(四) (转化与化归思想)一、基础知识整合世界数学大师波利亚强调:“不断地变换你的问题”,“我们必须一再变化它,重新叙述它,变换它,直到最后成功地找到某些有用的东西为止”。
他认为,解题过程就是“转化”的过程,因此,“转化”是解数学题的重要思想方法之一。
“化归与转化的思想方法”思想方法,就是在把直接求解较为困难的问题转化为一个相对来说自己较为熟悉的,且在已有知识范围内可解的新问题,从而达到解决原问题的目的。
转化能给人带来思维的闪光点,找到解决问题的突破口化归与转化思想的实质是揭示联系,实现转化。
除极简单的数学问题外,每个数学问题的解决都是通过转化为已知的问题实现的。
从这个意义上讲,解决数学问题就是从未知向已知转化的过程。
化归与转化的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,新知识向旧知识的转化,命题之间的转化,数与形的转化,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,超越式向代数式的转化,函数与方程的转化等,都是转化思想的体现。
转化有等价转化和非等价转化。
等价转化前后是充要条件,所以尽可能使转化具有等价性;在不得已的情况下,进行不等价转化,应附加限制条件,以保持等价性,或对所得结论进行必要的验证。
化归与转化应遵循的基本原则:⑴熟悉化原则:将陌生的问题转化为熟悉的问题,以利于我们运用熟知的知识、经验和问题来解决。
⑵简单化原则:将复杂的问题化归为简单问题,通过对简单问题的解决,达到解决复杂问题的目的,或获得某种解题的启示和依据。
⑶和谐化原则:化归问题的条件或结论,使其表现形式更符合数与形内部所表示的和谐的形式,或者转化命题,使其推演有利于运用某种数学方法或其方法符合人们的思维规律。
⑷直观化原则:将比较抽象的问题转化为比较直观的问题来解决。
⑸正难则反原则:当问题正面讨论遇到困难时,可考虑问题的反面,设法从问题的反面去探求,使问题获解。
转化与化归思想方法,就是在研究和解决有关数学问题时采用某种手段将问题通过变换使之转化,进而得到解决的一种方法.一般总是将复杂的问题通过变换转化为简单的问题,将难解的问题通过变换转化为容易求解的问题,将未解决的问题通过变换转化为已解决的问题.转化与化归思想在高考中占有十分重要的地位,数学问题的解决,总离不开转化与化归,如未知向已知的转化、新知识向旧知识的转化、复杂问题向简单问题的转化、不同数学问题之间的互相转化、实际问题向数学问题转化等.各种变换、具体解题方法都是转化的手段,转化的思想方法渗透到所有的数学教学内容和解题过程中.1.转化与化归的原则1熟悉化原则:将陌生的问题转化为熟悉的问题,以利于我们运用熟知的知识、经验来解决.2简单化原则:将复杂问题化归为简单问题,通过对简单问题的解决,达到解决复杂问题的目的,或获得某种解题的启示和依据.3直观化原则:将比较抽象的问题化为比较直观的问题来解决.4正难则反原则:当问题正面讨论遇到困难时,可考虑问题的反面,设法从问题的反面去探讨,使问题获解.2.常见的转化与化归的方法转化与化归思想方法用在研究、解决数学问题时,思维受阻或寻求简单方法或从一种状况转化到另一种情形,也就是转化到另一种情境使问题得到解决,这种转化是解决问题的有效策略,同时也是成功的思维方式.常见的转化方法有:1直接转化法:把原问题直接转化为基本定理、基本公式或基本图形问题.2换元法:运用“换元”把式子转化为有理式或使整式降幂等,把较复杂的函数、方程、不等式问题转化为易于解决的基本问题.3数形结合法:研究原问题中数量关系解析式与空间形式图形关系,通过互相变换获得转化途径.4等价转化法:把原问题转化为一个易于解决的等价命题,达到化归的目的.5特殊化方法:把原问题的形式向特殊化形式转化,并证明特殊化后的问题、结论适合原问题.随着国家经济的发展,科技的发达,人才的需求,中国教育的改革,数学新课标的出现,在对学生的知识与技能,数学思想及情感与态度等方面的要求,学生在数学的学习方法也应该要相应改变了,要满足社会的需要.化归与转化思想的实质是揭示联系,实现转化.除极简单的数学问题外,每个数学问题的解决都是通过转化为已知的问题实现的.从这个意义上讲,解决数学问题就是从未知向已知转化的过程,同时在生活中许许多多的事情也需要往已知的方面转化,把事情简单化,这对以后学生的能力与德育方面有很大的帮助.化归与转化的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,新知识向旧知识的转化,命题之间的转化,数与形的转化,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,超越式向代数式的转化,函数与方程的转化等,都是转化思想的体现.新的教学体制的出现,化归与转化的思想将是贯穿整个中学教学的一种主要的思想,所以在教学过程中要把这种思想溶入进去,让学生体会个中的精髓.关健词化归;转化;分析;联想1.化归与转化解决数学问题时,常遇到一些问题直接求解较为困难,通过观察、分析、类比、联想等思维过程,选择运用恰当的数学方法进行变换,将原问题转化为一个新问题相对来说,对自己较熟悉的问题,通过新问题的求解,达到解决原问题的目的,这一思想方法我们称之为“化归与转化的思想方法”.化归与转化思想的核心,是以可变的观点对所要解决的问题进行变形,就是在解决数学问题时,不是对问题进行直接进攻,而是采取迂回的战术,通过变形把要解决的问题,化归为某个已经解决的问题.从而求得原问题的解决.它的基本形式有:化未知为已知,化难为易,化繁为简,化曲为直等等.化归与转化的思想也不是随时能用,或随便用的,它需要遵循一定的原则,从而达到转化的正确性,实现这种思想的作用.下面我就来谈谈我对这种方法的理解.2.化归与转化的原则化归与转化思想的实质是揭示联系,实现转化.转化有等价转化和非等价转化,等价转化的作用就不用说,而不等价转换,如果没明确的附加条件,那就失去它的价值了.所以化归与转化就需要遵循一定的原则:2.1熟悉化原则:将陌生的问题转化为熟悉的问题,以利于我们运用熟知的知识、经验和问题来解决.除了及少数的原始知识外,整个中学的数学知识的学习就是在实现转化为旧的知识而得到的.例如:学二元一次方程就用化元法转化为一元一次方程;学一元二次方程用降幂法转化为一元一次方程;函数与方程之间的转化等等.2.2简单化原则:将复杂的问题化归为简单问题,通过对简单问题的解决,达到解决复杂问题的目的,或获得某种解题的启示和依据.这个原则大部分学生都知道,他们都会想把问题简单化,达到求解的过程.这个原则可以在无以记数的数学简便方法中体现出来.2.3和谐化原则:化归问题的条件或结论,使其表现形式更符合数与形内部所表示的和谐的形式,或者转化命题,使其推演有利于运用某种数学方法或其方法符合人们的思维规律.也就是说整个转化的过程中,要符合思维规律,虽然思维可以多样化,可以无以为边的想象,但也要能被人接受并能理解.体现出现在国家倡导的和谐社会.2.4直观化原则:将比较抽象的问题转化为比较直观的问题来解决.这个主要在函数与图象的联系中体现出来.把某些枯燥乏味的代数问题转化为图形来解决,能直观的解决问题.2.5正难则反原则:当问题正面讨论遇到困难时,可考虑问题的反面,设法从问题的反面去探求,使问题获解.反证法的应用把这个原则表现的淋漓尽致,学生能理解到其中的精髓可是可以受用无穷的,包括在生活中的应用.2.6 现实化原则:所学所用所理解的道理要用于社会实践,同时要满足社会人才的需求.3.化归与转化的方法化归与转化的方法,在千变万化的题目中,方法也各不相同,也无以统计,这里就只讲解几中常用,学生也容易理解的.3.1 直接转化法:直接把新的知识转化为前续知识.这个在讲解新课的时候,尽量让学生去体会,让他们能自己解决新的问题,获取新的知识,接着把新的知识吸收,继续解决新的问题.3.2 构造法:这个是个重要的方法,有不少题目,不能直接解决和转化,缺少了媒介,让不少学生无从下手,这时就需要构造一个数学情境,建立一个数学模型,把问题溶入进去,使问题简单化,直观化,从而达到求解的过程.3.3 数与形的转化:这个主要用于函数问题的解答和某些图型中的某些量的关系.数形结合是数学学习的一种重要的思想.3.4 换元法:这个重要是把一些繁杂的,但又有重复性的题目简单化,更直观.这个主要用于方程的解答.3.5 相等与不相等之间的转化:这个主要用与不等式的证明和函数区间.3.6 实际问题与数学理论的转化:理论联系实际的一种方法.也是学生情感方面的培养.3.7 特殊与一般之间的转化:公式法解一元二次方程就是把特殊的一般化了.同时也可以说把具体的抽象化了.3.8 数学各分支之间的转化:数学本来就是一个连贯的整体,把各分支有机的联系起来,让人感到它的魄力.同时也能解决数学以外的我问题.5 总结提炼数学新课标要求学生不仅要学会知识,还要能用所学的知识解决新问题,并能总结归纳,化为新的知识并接受,这样才能满足社会人才的需求.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程序的问题,最终求得原问题的解决.懂得化归和转化的基本方向是简单化、熟悉化、和谐化.化归和转化需要广泛和灵活的联想,联想的基础是扎实的基础知识、基本技能和基本方法.熟练、扎实地掌握基础知识、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,要积极主动有意识地去发现事物之间的本质联系.为了实施有效的化归,既可以变更问题的条件,也可以变更问题的结论,既可以变换问题的内部结构,又可以变换问题的外部形式,既可以从代数的角度去认识问题,又可以从几何的角度去解决问题.。
一、 考点回顾化归与转化的思想,就是在研究和解决数学问题时采用某种方式,借助某种函数性质、图象、公式或已知条件将问题通过变换加以转化,进而达到解决问题的思想。
转化是将数学命题由一种形式向另一种形式的变换过程,化归是把待解决的问题通过某种转化过程归结为一类已经解决或比较容易解决的问题。
化归转化思想是中学数学最基本的思想方法,堪称数学思想的精髓,它渗透到了数学教学内容的各个领域和解题过程的各个环节中。
转化有等价转化与不等价转化。
等价转化后的新问题与原问题实质是一样的,不等价转则部分地改变了原对象的实质,需对所得结论进行必要的修正。
应用化归转化思想解题的原则应是化难为易、化生为熟、化繁为简,尽量是等价转化。
常见的转化有: 1、等与不等的相互转化等与不等是数学中两个重要的关系,把不等问题转化成相等问题,可以减少运算量,提高正确率;把相等问题转化为不等问题,能突破难点找到解题的突破口。
2、正与反的相互转化对于那些从“正面进攻”很难奏效或运算较难的问题,可先攻其反面,从而使正面问题得以解决。
3、特殊与一般的相互转化对于那些结论不明或解题思路不易发现的问题,可先用特殊情形探求解题思路或命题结论,再在一般情况下给出证明,这不失为一种解题的明智之举。
4、整体与局部的相互转化整体由局部构成,研究某些整体问题可以从局部开始。
5、高维与低维的相互转化事物的空间形成,总是表现为不同维数且遵循由低维想高维的发展规律,通过降维转化,可把问题有一个领域转换到另一个领域而得以解决,这种转化在复数与立体几何中特别常见。
6、数与形的相互转化通过挖掘已知条件的内涵,发现式子的几何意义,利用几何图形的直观性解决问题,使问题简化。
7、函数与方程的转化 二、经典例题剖析例1、设0a ≥,2()1ln 2ln (0)f x x x a x x =--+>.(Ⅰ)令()()F x xf x '=,讨论()F x 在(0)+,∞内的单调性并求极值; (Ⅱ)求证:当1x >时,恒有2ln 2ln 1x x a x >-+.解析:(Ⅰ)讨论()F x 在(0)+,∞内的单调性并求极值只需求出()F x 的导数'()F x 即可解决;(Ⅱ)要证当1x >时,恒有2ln 2ln 1x x a x >-+,可转化为证1x >时2ln 2ln 10x x a x -+->,亦即转化为1x >时()0f x >恒成立;因(1)0f =,于是可转化为证明()(1)f x f >,即()f x 在(1,)+∞上单调递增,这由(Ⅰ)易知。
浅谈化归与转化的数学思想众所周知,在复杂的数学问题,都是由以下简单的命题复合而成或通过适当的演化而成的,如果我们学会了将复杂的数学问题化解为简单的基本问题,我们就能解决任何困难的、复杂的以及能够化解为初等数学题的“杂题”,因此我们总的解题策略是化归,即设法将我们待解决的或未解决的问题,通过某种转化,归结到一类已经解决或容易解决的问题中去,最终将问题给予圆满解答的一种手段和方法叫化归法。
化归与转化的思想是解决数学问题的根本思想,解题的过程实际就是转化的过程。
应用化归与转化的思想,运用数学变换的方法去灵活地解决有关的数学问题,是提高思维能力的有效保证。
常用的化归与转化方法有等价变换、数形结合法、函数与方程的思想、换元法、反证法、特殊值法等。
数学思想方法是数学知识在更高层次上的抽象和概括,它蕴涵于知识的发生、发展和应用的过程,是知识转化为能力的桥梁。
而数学科的考试,是按照“考查基础知识的同时,注重考查能力”的原则,测试中学数学基础知识、基本技能、基本思想和方法,考查思维能力、运算能力、空间想象能力、解决实际问题的能力。
所以,历年高考均十分重视考查数学思想方法,把对数学思想方法的考查融合在对“三基”的检测和能力的考核之中。
化归与转化的思想就是将未知解法或难以解决的问题,通过观察、分析、联想、类比等思维过程,选择恰当的方法进行变换,化归为在已知知识范围内已经解决或容易解决的问题的数学思想。
化归与转化的思想是解决数学问题的根本思想,解题的过程实际就是转化的过程。
数学中的转化比比皆是,如:未知向已知的转化,命题之间的转化,数与形的转化,空间向平面的转化,高维向低维的转化,多元向一元的转化,高次向低次的转化等,都是转化思想的体现。
应用化归与转化的思想,运用数学变换的方法去灵活地解决有关数学问题,是提高思维能力的有效保证,那么,我们应该如何在平时解题过程中注意培养化归与转化意识,以进一步提高解题能力呢?下面结合例题谈一谈如何实现数学问题的转化。
一、利用等价转化的思想来实现转化在数学中,存在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、(2003年全国高考)已知0>c 。
设:P 函数x c y =在R 上单调递减。
:Q 不等式1|2|>-+c x x 的解集为R 。
如果P 和Q 有且仅有一个正确,求c 的取值范围。
分析:“P 和Q 有且仅有一个正确”等价于“P 正确且Q 不正确”或“P 不正确且Q正确”,所以应先求出P 和Q 分别正确时的解集,再用集合间的关系来运算。
解::P 函数x c y =在R 上单调递减10<<⇔c:Q 不等式1|2|>-+c x x 的解集为R⇔ 函数|2|)(c x x x f y -+==在R 上恒大于1。
⎩⎨⎧<≥-=-+)2(,2)2(,22|2|c x c c x c x c x x ∴函数|2|)(c x x x f y -+==在R 上的最小值为c 2。
∴不等式1|2|>-+c x x 的解集为R 2112>⇔>⇔c c 。
∴ 如果P 正确且Q 不正确,则210≤<c 如果P 不正确且Q 正确,则1≥c所以c 的取值范围为),1[]21,0(+∞⋃。
二、利用反证法的思想来实现转化如果一个命题从正面解决不好入手或比较麻烦,可以从命题的反面入手来解决。
如:证明命题的唯一性、无理性,或所给的命题以否定形式出现(如:不存在、不相交等),并伴有“至少”“不都”“都不”“没有”等指示性词语时,均可考虑用反证法的思想来实现转化。
反证法是数学解题中逆向思维的直接体现。
例2、已知下列三个方程:03442=+-+a ax x ,0)1(22=+-+a x a x , 0222=-+a ax x 中,至少有一个方程有实根,求实数a 的取值范围。
分析:此题若采用正面讨论,则必须分成“有且只有一个方程有实根”,“有两个方程有实根”和“三个方程全部有实根”三种不同情况来讨论,求解过程将会非常复杂。
所以,应采用补集和反证法的思想来求。
解:若方程没有一个有实根,则有⎪⎩⎪⎨⎧<+<--<--08404)1(0)43(4162222a a a a a a 解之得:123-<<-a ∴满足三个方程至少有一个方程有实根的a 的解集是}231|{-≤-≥a a a ,或。
三、用数形结合的思想来实现转化数形结合的思想就是把问题的数量关系和空间形式结合起来加以考察的思想,其实质就是把抽象的数量关系和直观的图形结合起来,从而降低原命题的难度,使问题容易得到解决。
例3、如果实数y x ,满足3)2(22=+-y x ,那么xy 的最大值是( ) A.21 B.33 C.23 D.3 分析:由于方程3)2(22=+-y x 表示的曲线以)0,2(A 为圆心,以3为半径的圆(如右图所示),满足方程的y x ,是圆上的点),(y x P ;而xy 是坐标原点)0,0(与圆上各点连线的斜率,所以题目可转化为求原点)0,0(与圆上各点连线的斜率的最大值。
结合图像,易知直线kx y =与圆3)2(22=+-y x 相切的时候,直线OP 的斜率k 就是所求斜率的最大值。
解: 32||,3||π=∠⇒==POA OP AP3tan =∠∴POA O A P x y即所求xy 的最大值是3,故选D 。
四、利用函数与方程的思想来实现转化函数与方程的思想是求数量关系的主要思想方法。
一个数学问题,如能建立描述其数量特征的函数表达式,或列出表示其数量关系的方程式(组)(包括不等式(组)),则一般可使问题得到解答。
例4、已知平行四边形ABCD 中,点C A ,的坐标分别为()2,3(),3,1--,点D 在椭圆14)5(9)4(22=-++y x 上移动,求点B 的轨迹方程。
分析:因为平行四边形的对边平行且相等,所以可以将本题转化为相等向量的性质来求解。
解:设D B ,的坐标分别为),(),,(b a y x 则)3,1(),2,3(y x BA b a CD ---=-+=在平行四边形ABCD 中,BA CD =)3,1()2,3(y x b a ---=-+∴y b x a -=--=∴5,4点D 在椭圆上,∴把D 点坐标)5,4(y x ---代入椭圆方程中,即得点B 的轨迹方程: 14922=+y x 五、利用换元法的思想来实现转化对结构较为复杂,量与量之间的关系不甚明了的命题,通过适当的引入新变量(换元),往往可以简化原有结构,使其转化为便于研究的形式。
常用的换元法有代数代换、三角代换、整体代换等。
在应用换元法时要特别注意新变量的取值范围,即代换的等价性。
例5、(2004年高考广西理科)解方程:11|21|4=-+x x分析:若令x t 2=,(0>t ),则原方程可转化为求含绝对值的二次方程的解。
解:令x t 2=,(0>t ),原方程可化为:11|1|2=-+t t错误!未找到引用源。
当1≥t (即0≥x )时,方程可化为:01211122=-+⇔=-+t t t t解之得:3=t ,或4-=t (不舍题意,舍去)3log 322=⇔=∴x x错误!未找到引用源。
当10<<t (即0<x )时,方程可化为:01011122=--⇔=-+t t t t解之得:124121>+=t 或024121<-=t (均不舍题意,舍去) 所以,原方程的解为 3log 2=x六、利用特殊化的思想来实现转化数学充满着辩证法,一般性往往寓于特殊性之中。
解题时,将一般问题特殊化和将特殊问题一般化是常用的两种策略。
对一些较为抽象或一般规律又无显露的数学问题,尤其是答案相对唯一的选择题,可以采用抽象问题具体化,一般问题特殊化的方法来验证,而无需作费时费力的严格推证,从而避免“小题大做”,以降低难度,尽快确定正确答案。
例6、(2001年全国高考)一间民房的屋顶有如下图三种不同的盖法: 错误!未找到引用源。
单向倾斜;错误!未找到引用源。
双向倾斜;错误!未找到引用源。
四向倾斜。
记三种盖法屋顶面积分别为P 1、P 2、P 3。
若屋顶斜面与水平面所成的角都是α,则( )(A )P 3=P 2>P 1 (B )P 3>P 2=P 1 (C )P 3>P 2>P 1 (D )P 3=P 2=P 1 分析:由射影面积公式( αcos S ⋅斜射=S )可知:射S 与斜面和水平面所成角α有关,而与斜面内图形形状及图形放置无关。
所以可以抓住“所成角都是α”及“射影面积(民房面积)不变”,取特值0=α,就将三种不同的房盖均变成平房盖,而同一间民房的面积全部相同,从而得解。
解:令0=α,即可知选D 。
当然,除了上述常用方法外,数学解题中还存在其它的转化方法,如:在求空间距离问题时,可利用等积法(点线距离常用等面积法,点面距离常用等体积法)将它转化为解三角形的问题;在求空间角(异面直线所成的角或二面角的平面角)时,可通过平移变换、作辅助线等方法转化为同一个平面或三角形中;而求函数的值域(或最值),有时也可以根据反函数的性质,通过求该函数的反函数的定义域来得到。
……由于本文篇幅有限,这里就不一一举例。
总而言之,化归与转化的思想具有灵活性和多样性的特点,没有统一的模式可遵循,需要依据问题本身提供的信息,利用动态思维,去寻找有利于问题解决的变换途径和方法,所以学习和熟悉化归与转化的思想,有意识地运用数学变换的方法,去灵活地解决有关的数学问题,将有利于提高解决数学问题的应变能力和技能、技巧。