数学解题中的化归法
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数学解题中的化归法
摘要:在解决问题的过程中,数学家往往不是直接解决原问题,而是对问题进
行变形、转化,直至把它化归为某个已经解决的问题或者容易解决的问题,把所
要解决的问题,经过某种变化,使之化归。化归法是一种分析问题、解决问题的
基本思想方法。在数学中通常的作法是:将一个非基本问题通过分解、变形、代
换等,或平移、旋转、伸缩等方式,将它化归为一个熟悉的基本问题,从而求出
解答。
关键词:化归法;转化;变形;联想
在解决问题过程中,往往不是直接解决原问题,而是对问题进行变形、转化,直至把它化归为某个已经解决的问题或者容易解决的问题,把所要解决的问题,
经过某种化归,使之得到解决,这就叫做化归法。
化归法是一种分析问题、解决问题的基本思想方法。在数学中通常的作法是:将一个非基本的问题通过分解、变形、代换等,或平移、旋转、伸缩等多种方式,将它化归为一个熟悉的基本问题,从而求出解答。如在解析几何中,当我们学完
了最基本、最简单的圆锥曲线知识后,对一般圆锥曲线的研究,我们也是通过坐
标轴平移或旋转,化归为基本的圆锥曲线(在新坐标系中)来实现。其他如几何问
题化归为代数问题,立体几何问题化归为平面几何问题,任意角的三角函数问题
化归为锐角三角函数问题来表示的例子就更多了。所以,掌握化归的思想方法对
于数学学习有着重要意义。
一、化归法的基本原则
化归的核心是转化。化归法有三个要素,即化归的对象:即问题中需要改变
的成份,是改变整个题目还是只改变它的条件或问题;化归的目标:即化难为易、化繁为简,还是将陌生问题转化为熟悉问题;化归的方法:即转化途径,这是化
归法的关键。
若要实施好某种化归,且使这种化归行之有效,就必须遵循相应的原则,而
不是盲目进行。一般说来,化归应遵循以下原则:即熟悉化原则,就是将不熟悉
的问题化归为比较熟悉的问题,从而充分调动已有的知识和经验用于解决新问题;简单化原则,就是将复杂的问题化归为比较简单的问题,从而使问题更加容易解决;和谐化原则,就是将问题的表现形式变形为更加符合数学内部固有的和谐统
一的特点,这样做有利于揭示问题所涉及的各种数学对象之间的本质联系;直观
化原则,就是将一些含糊的、抽象的、深奥的问题化归为比较具体的、直观的、
浅显的问题来解决。
二、化归法的应用
在明确了化归的对象和化归的目标后,如何进行化归途径就是最重要的。实
现化归的常用措施有:分割法、典型化法、数形结合法、映射法、逼近法、消元法、降次法、换元法、数学模型法等。实施化归的方法虽然很多,但是都具有一
个共同特点:我们不应以静止的观点来看待问题,而应以可变化的观点去看待问题,即善于将待解的问题进行变形,通过适当的变形使之更加容易解决,这才是
化归的核心思想。
三、总结
在解题过程中,必须紧紧盯着目标,即应考虑这样的问题:怎样才能达到解决原问题的目的,在这个大前提下,实施化归才是有成效的,盲目地选择化归方向与方法必将走入死胡同,我们应保持一定的灵活性。正如波利亚所指出:如果有几条可能的途径,而其中没有一个是十分有把握的,那么在沿着某条路走得太远以前,最好对每条路都稍加探索,不要过早地把自己局限于某一途径,这也是化归的策略之一。在解题中必须考虑以下问题:怎样才能更快、更有效地解决问题,即应注意在几种可能的途径中进行选择,这就是择优原则。这几种择优原则也是我们运用化归的依据和出发点,而化归法并非万能,即并不是所有问题都可以通过化归而得到解决的。它的成功运用是以“数学发现”为前提。因此,我们不能停留于化归法的分析,而必须从事新的研究,在研究中获得新方法和新理论。
参考文献:
[1]罗增儒.数学竞赛导论[M].西安:陕西师范大学出版社,2000.
[2]殷堰工.数学解题策略精编[M].上海:上海科技教育出版社,1994.
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[4]张奠宙等.数学方法论稿[M].上海:上海教育出版社,1996.
[5]李文斌等.运用化归与转化的若干原则[J].中学数学研究,2004(12).
作者单位:江苏省宝应中学
邮政编码:225800