浅谈如何提高数学解题能力陕西教育学院04数本陈勇解题能力的高低是衡量数学能力强弱的重要标志,提高学生解题能力是数学教育的主要目标。
“解题是数学的心脏”。
解数学问题是学习数学的重要环节和基本途径。
对待一个数学命题,首先需要考虑的是:探索解决它的途径,给出它的严格证明或解法。
或读懂前人已有的论证或解法中,常会受到某种启迪,也可能从中总结出值得借鉴的经验。
但如果仅仅会读、会证或会解,很难达到深入理解,更谈不上灵活运用。
数学是“思维的体操”,仅仅读懂、会证、会解,能力的培养也只能停留在初级阶段。
可见,读懂、会证、会解之后,还要继续深入思考并作许多方面的探索。
弄清问题的来龙去脉,进而适当变换题目的形式,如寻求多种证法、解法,以广开思路,增强分析和理解能力,为灵活运用奠定基础,再广泛联想,从横向对比中挖掘出联系,甚至由此发现巧妙的解法……我以为要提高数学解题能力,必须做到以下几个方面:一、一题多解,广开思路,培养思维的发散性。
发散性思维是从某一点出发,不依常规,寻找变异进行放射性联想,从多方面寻求答案的思维。
发散思维又叫求异思维,求异是创造的核心。
所谓一题多解就是同一个题目,因思考的角度不同,可得到多种不同的思路,广泛寻求不同的解法,有助于拓宽解题思路,发展思维能力。
一题多解有利于培养学生综合运用数学知识的能力,一题多解能使我们广泛地、综合的应用基础知识,提高基本技能,更有效的发挥逻辑思维,提高全面分析问题的能力,找到最便捷的解题途径,又能增强学习数学的兴趣。
对于一个题目,寻求多种证法,即能广开思路,以收培养发散思维,又可帮助我们加深对问题的认识。
因为不同的解法往往是从各自的侧面,相异的渠道反映出条件与结论间的联系。
解法的繁简,实质上又是联系紧松、深浅的标志,而奇解、妙法则是发现某种新的联系的反映。
因而寻求多种解法或证法是培养能力的重要方面。
例1、已知:如图,在⊙O直径AB延长线上取一点C作CD切⊙O于E,连接AE并过点E作EF⊥AB于F。
求证:AE平分∠DEFFO O F B CB C AAE ED ②D①MHO FO CACABEE D④分析:此题有四种证法=90o,由AB为直径得∠AEB证法1:连接BE 90o∠AEB=AB为⊙O直径=>∠AED+∠AEB+∠BEC180o=>∠AED+∠BEC=90o∠A=∠BEC =>∠AED=∠AEFEF⊥AB=>∠AEF+∠A=90o证法2:连接OEEF⊥AB=>∠AEF+∠A=90oCD为⊙O切线=>∠AED+∠AEO=90o =>∠AED=∠AEFOE为半径OE=OA=>∠AEO=∠A证法3:延长EF交⊙O于M,连接AM,EF⊥AB=>EF=FMAB为⊙O直径=>AM=AE=>∠AEM=∠M=>∠AEM=∠AEDAF⊥ME ∠AED=∠M证法4:过点A作⊙O切线AD交CE延长线于DAF为⊙O切线=>AD=DE=>∠AED=∠DAEDE为⊙O切线AD为⊙O切线=>∠AEF=∠AED =>AD⊥ABAB为⊙O直径=>AD∥EF=>∠AEF=∠AEDAB⊥EF二、一题多变,应机思索,培养思维的灵活性。
对于一个数学题,解完后还应考虑能否能一题多变,一题多变是题目结构的变式,指变换题目的条件或结论,变换题目的形式,而题目的实质不变,以便从不同角度不同方面揭示题目的实质。
用这种方法考虑问题可随时根据变化了解情况,积极进行探索,迅速提一题多变可以改变条件,培养思维的灵活性。
出解决的办法,从而防止和消除呆板和僵化,保留结论;可以保留条件,改变结论;可以同时改变条件和结论;也可以将某项条件和结论对换。
从一题多变中抓住问题的核心,揭示问题的根本原因,掌握问题的根本原因,是数学思维得到训练和发展。
交圆于BEDP交圆于E,例:如图,PA切圆于A,PA=PB,线段BCD是圆的割线,。
求证:CF∥BP。
F,连接CFAFPOBDC2=PE·PAPD 证明:由切割线定理有BP=PA2=PE·PD〉=BPPEPB=〉= PDPD=〉△PE B ∽△PBD∠BPD=∠BPD=〉∠1=∠D=〉∠1=∠F=〉BP∥CF∠D=∠F可将此题作如下几种变化:1、如果假设点A、P、B在一条直线上,其他条件不变圆求证结论CF∥BP是否成立?EAPEDBC证明过程同上。
换成结论,所得题目是否成立?PA=PB换成条件,把BP∥CF、若把2.FAP21BDCF∥BP=〉∠1=∠证明:CD∠〉1= =△PE B〉∽△PBD= ∠F=∠D∠2=∠2PDBP2=PE·PD=〉BP =〉= PBPE2=PE·PD 〉PA =AP=PB若能这样把题目演变,使题目由一道题变为一类题,他们的解法彼此具有紧密的联系,能起到举一反三、逐类旁通的作用,而这正是思维灵活性得到形成的体现。
三、多题一解、透表求里,培养思维的深刻性。
解数学题时,经常会遇到一些题目,表面上看互不相干,但实质上结构相同,因而他们可以用同一种方法解答,将这类题归类分析,可透表及里,从而自觉注意到从本质上看问题,以形成思维的深刻性。
例1、如图1:从C点测旗杆AB的仰角为30°,前进10米到点D,从点D测旗杆AB的仰角为60°,求旗杆AB的长。
例2、如图2,圆形暗礁群半径为4.8海里,在礁群中心有一灯塔A,某船在点C 处测得灯塔在北偏东30处,前进10海里到D处,测得灯塔在北偏东30°处,问船继续向东航行,能否触礁?例3、如图3:山上有一铁塔高10米,从点A测得点C仰角为60°,点D仰角为30°,求AB长。
C BABDDAACDBC3图 2图1 图分析:这三代题可用一种解法来解。
CBD ∠C+∠解法1:如图:∵∠ADB=BC=30°∠BDA=60°∠∴∠CBD=60°-30°=30°∴∠C=∠CBDACBD=CD=10DAB sin∠BDA=在Rt△ABD中有BD3 sin60=5∠BDA=10·∴AB=BD·sin解法2:设AB=xAD∠BDA=△ABD中有cot 在Rt AB BDAAD=AB·cot∠∴3x =·AD=x·cot60°3在Rt△ABC中有xx tanC= 即tan30°= 10?x10?x3 x=5解得:探求这些题目同一解法的过程中,实践了从事物间相同与变异矛盾的统一中认识事物的本质,可防止和减少表面性和绝对化毛病,从而形成思维的深刻性。
四、寻找源头,弄清问题的“来龙”。
数学的发展与社会的发展不同,即使缺乏资料,亦可从题目间的逻辑联系去分析,去推断,倘若执果寻因,联系合情又合理,则是成立的,因为实际的发展,有时难免走弯路,而逻辑的必然联系,比曲折的事实对我们更有启迪,所以追溯源头,对深钻数学及数学教学都很有必要,很有价值。
例2:如图,正方形ABCD边长为8,DE=2,在AC上找一点P,使PD+PE最小。
ADAB源头El PCPCB②①.l AP+PB直线上找一点P使分析:①可看作②的变形,而②是八年级课本上的例题,要在ll BE连接对称,点即可, ①中B于D最小,作A关于关于对称点C,连接BC交AC于P 为所求点。
则P交AC于P, ”。
五、变形推广,看出问题的“去脉相当数量中考题都来源于课本的例题、习题或稍做改造、每年中考会上反复强调:“或拼合、或稍做提高。
使常规题型、常见思路、常用方法在试卷中占主导地位。
即中考题目是对书本题目变形或由书本的题目组合而成,也有将书中题目与实际结合起来而编的。
为了适合中考的要求我们每做完一个题后应考虑它能做哪些变化,或如何引申或可与那些题目结合而成新的题目,以探究问题的去脉,从而达到将每个问题作以可能的延伸。
从而将所学的知识尽可能的推广,使自己将知识学活,也可将题目与实际结合起来以加强解决问题的能力。
对于初学的学生,最忌陷入单纯、枯燥的推理之中,如果能把某些推理与结论同生活从而主动,就会使初学者倍感亲切又趣味无穷,从而就会消除推理的枯燥,实际联系起来,积极地去学好数学;如果一个有趣的题目,初看难如上青天,甚至怀疑不可能解决,一旦得到解决,方法之妙又简单出奇,令人拍案叫绝。
这不仅激发了学生的极大兴趣,又感到数学之美。
许多问题,单就题目的本身,往往很难弄清其中的奥秘,如果适当变形推广,就会豁然贯通。
BF⊥CD于F是⊙O的直径例3、如图:AB,CD是弦,AE⊥CD于E,EC=DF 求证:BBOO变形DCEA F MME CFAD证明:过圆心O作OM⊥EF于点MOM过圆心O=>CM=MDOM⊥CDBF⊥EFOM⊥EF => A E∥OM∥BFAE⊥EF =>EM=MFOA=OB=>EM-CM=MF-MD=>EC=DF六、变形转化,寻找问题的“去脉”。
唯物辩证法指出客观事物是发展变化的,各事物间有种种联系、各种矛盾在一定条件下可相互转化,数学解题也不例外。
转化,是数学研究中克服难关的利器。
如:初等变换在解几何证明题能将比较复杂的题目转化得比较容易。
转化,还是数学重大发现的思维方法。
如:解析几何就是通过坐标,把几何对象转化成数和方法,从而使众多的几何问题可用代数运算去统一解决,可以说,解析几何这门重要的数学分支,为“转化”树立了一座光彩夺目的丰碑。
在解题中转化更是广为运用的法宝,面临一些难题,或推理中遇到难关而一筹莫展时,一旦找到适当的转化,难关就会变成易行的大道;有时冗长的推导或复杂的演算令人头痛,倘若找到巧妙的转化,简明的论证、简练的演算又会让人拍案叫绝;更多的时候,题目的陌生,让人不知如何下手,一经转换而现其原貌,却原来是我们已经解过的题型。
由此可见,转化在解题过程中常能收到化难为易,以简驭繁、变生为熟的效果,值得我们去摹仿、搜索,从而很好地掌握这一锐利的武器。
总之,在解题过程中,我们既应对未知结论或已知条件进行变形,尤应善于对于各个问题进行变形。
另外熟悉化、简单化和直观化是一切转化方法应遵循的基本原则,而转化的方向应该是由未知向已知、由难向易、化繁为简、从抽象到具体、化一般为特殊,同时又须由特殊到一般。
分析:将三个阴影旋转在同一象限,则它们之和是大面积的1/4=,即Sл/4阴影七、广泛联想妙法诞生之源。
——联想是思维的一种形式,也是记忆的一种表现,是由一种事物想到另一事物的心理过程。
客观事物总是相互联系的。
具有不同联系的事物反应在人脑中就形成了各种不同的联.想。
在教育教学中应用联想,能使学生进一步了解数量关系,促进思维的灵活性,特别是发展学生的创造性思维有很重要的作用。