数学解题之一题多解与多题一解
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浅谈一题多解培养学生发散思维
摘 要
本文意在明确一题多解中学生思
维能力的发展,从而使教师在
数学解题教学过程中更加重视解题方法对学生思维和发散思维的培
养。本文通过两道典型例题对一题多解型的讲解,通过不同的例题
可以达到对学生思维能力的训练培养的
目的。通过一题多解,可以
开阔学生思路、发散学生思维,让学生学会多角度分析和解决问题;
对一题多解灵活运用,对培养学生发散思维,启发学生独立思考具
有较好的指导意义。
关键词:一题多解 发散思维 思维能力
一题多解对学生思维能力的培养
同一数学问题用不同的数学方法可以达到异曲同工之效,我们
称之为“一题多解”。其特点就是对同一
个问题从不同的角度、不同
的结构形式、不同的思维方式去解答同一个问题。一题多解能快速
整
合所学知识,重要的是培养学生细致的观察力、丰富的联想力和
独立思考、解决问题的能力。
(一)提高分析、解决问题的能力
一题多解,能够使学生开阔思维,把学过的知识和方法融合
在
一起,提高学生分析问题和解决问题的能力,培养学生独立思考的
能力。
例1.
甲乙两地相距450千米。客车和货车同时从两地相向而行,客
车行完全程需10小时,货车行
完全程需15小时,相遇时两车各行
- 1 -
多少千米?
解法一:用路程问题的解法。
根据 速度=路程÷时间 可以求出客车的速度为450÷10=45
(千米小时),货车的速
度为450÷15=30(千米小时)。
(1)几小时后两车相遇:450÷(45+30)=6(小时)
(2)相遇时客车行了多少千米:45×6=270(千米)
(3)相遇时货车行了多少千米:30×6=180(千米)
解法二:用比例分配的方法。
两车所需的时间之比是:10:15,根据距离一定,速度与时间成
反比例关系进行解答。
(1)两车所需的时间之比是:10:15=2:3
所以两车速度之比是:3:2
(2)两车运行时间相同,所以路程与速度成正比例,即两车行
驶路程之比是:3:2
3
(3)相遇时客车行了多少千米:450×( )=270(千米)
5
2
(4)相遇时货车行了多少千米:450×( )=180(千米)
5
答:相遇时客车行了270千米,货车行了180千米。
解法三:工程问题的方法解决
客车行完全程要10小时,每小时行全程的110
货车行完全程需15小时,每小时行全程的115
相遇时间为:1÷(110+115)=6(小时)
6小时客车行了全程的:6×110=35
- 2 -
所以客车行了:450×35=270(千米)
所以货车行了:450-270=180(千米)...
解法一:求出两车相遇时间,进而
求出相遇时两车各自的行驶路程,
这种方法是处理类似行问题最为一般的方法,也是最为普遍的解决方法,是解决更为复杂的工程问题的基础。而解法二是通过对公式
路程=速度×时间的灵活运用,只
需求出两车的速度之比,进而运用
比例对两车各自的行程进行分配,可以说是对公式的升华。解法三用工程问题来解决,直接把路程看做1,通过效率来解决问题。
(二)提高多角度分析能力
一题多解可以培养学生灵活、敏捷的思维能力,让学生学会对
问题
进行多角度、多层次的分析,达到对问题的全面理解,进而迅
速准确的解决问题。
例2.
6人站成一排,若甲不能站排头,乙不能站排尾,则不同的站
法有多少种?
解法二:甲在尾
A
5
5
=120
11
C
4
甲不在未(自然也不在头)
C
4
11<
br>C
4
共:
A
5
5
+
C
4
A
4
4
=4
4
24=384
A
4
4
=120+384=504
解法二:分析:设6人为ABCDEF
甲不在A处,如甲占F位,则乙可在ABCDE,5处
任占一位,其
它4人可在余下的4处各占一位,即:5
4
3
2
1=120;如甲
在BCDE,4处任占一位,则乙只能在BCD
E除去一位或A共4
-
3 -
处任占一位,其它4人可在余下的4处各占一位,即:4
4
4
3
2
1=384;所以一共有
120+384=504(种)站法。
5
4
3
<
br>2
1+4
4
4
3
2
1=504
答:共有504种站法。
解法三:(1)甲站排尾,乙有5种站法
(2)甲站中间的4个空有4种站法,乙除了甲站
的空和排尾还有的
空还有4种站法,共4
4=16种
(3)甲乙共有5+16=21种站法
(4)剩余4人共有4
3
2
1=24种站法
(5)所以共有21
24=504种站法
解法四:所有可能的排法有:
A
6
6
=6!=720
再考虑特殊情况.
甲在排头,乙在排尾的可能减去即可.
(1)甲在排头,乙不在
排尾有4
A
4
4
=4
4!=96
(
2)甲不在排头,乙在排尾有4
A
4
4
=4
4
!=96
(3)甲在排头,乙在排尾有
A
4
4
=4!=24
所以甲不能站排头,乙不能站排尾排法有720-96-96-24=504
6!-5!-5!+4!=504
解法五:若甲站排尾,则剩下的五人可以全排列,即5!=
120.甲还可
排在第二.三.四.五.5位,乙可排在第一.二.三.四.五。5位,剩下四人
全排列4!,即4
5
4!=480,
- 4 -
所以答案为120+480=600
A={6个人站一排的站法},B={甲站排头},C={乙站排尾}
D={甲不能站排头,
乙不能站排尾},则A有6!,B,C各有5!,
BC
共有4!
D=A-B-C+
BC
,D共有6!-5!-5!+4!=504。
五种
解法中,第一种解法最为直接,即通过题干的条件一一进行
确定,先确定甲不站排头,再确定乙不站排尾
,最后再确定其他
人位置,进而得出结果,调理清楚,顺理成章;第二种解法是对
第一种解法的
抽象;第三种解法与前两种从人员分配入手的解法
不同,该解法从位置角度入手,分别确定排头、排尾的
三类站法,
进而相加求出结果;第四种解法采取逆向思维,先不考虑题干具
体要求,求出站法总
数,然后再依据要求一一进行排除;解法五
是用集合的思想入手,找出题目中的限制条件,从而得出结论
。
(三)培养发散思维及联想能力
通过一题多解的训练,可以培养学生的发散性思
维及联想能
力,学会用不同的知识解决同一个问题,达到对多种知识的融会
贯通。
例3.
12
a0,b0,
ab
,求
ab
的最小值。
已知:
解法一:利用不等关系
- 5 -
122
2
ab
∵
a0,b0,
ab
,
121
ab8
ab2
,即
a2,b4
时取“=”号), ∴(当且仅当
∴
ab
的最小值是8。
解法二:平方法
12
1
a0,b0,
ab
∵,
1214
4448
()
2
2
2
2
22<
br>
ababab
(当且仅当
abab
∴1=
ab
121
ab2
,即
a2,b4
时取“=”号)。
∴
ab
的最小值是8。
解法三:利用三角恒等关系换元
12
12
cos
2
sin
2
1
∵
a0,b0,
ab
,可令
a
,
b
。
∴
a
1
cos
2
,
b
2
sin
2
,
a=2,b= ∴
ab
28
1
12
8
cos
2
sin
2
sin
2
2
(当且仅当 =
=
2
,即
ab
4时取“=”号)。
∴
ab
的最小值是8。
解法四:均值换元
12
1
a0,b0,
ab
∵
- 6 -
112111
t,t,其中-《t
22
,
可令
a2b2
8
22
2
∴
ab
1-4t
8
,﹙∵
14t
(0,1],当
14t
=
1,即
t0,a2,b4
时,取“=”号)
解法五:导数求最值
12
1
a0,b0,
ab
∵,
∴
b
2a
0,a1,
a1
2a
2
ab
a1
。 ∴
2a(a2)
2a<
br>2
(a1)
2
(a1)
aa
a1
令ƒ()=,
∴ƒˊ()=。令ƒˊ(
a
)=0,解得
a21
。
当
a
(1,2)时,ƒˊ(
a
)<0,此时ƒ(
a
)是减函
数,
当
a
(2,+∞)时,ƒˊ(
a
)>0,此时ƒ(
a
)是增函数。
∴当
a1
时,
f(a)
最小值
=
22
2
f(a)
极小值
=ƒ(2)=
2-1
=8。(此时
a
2,b4
)。
五种解法,第一种利用不等关系求解,是解决类似问题最先想到
的方
法,也是最直接的解法;第二种的平方法,目的是通过对已
知条件进行操作使之出现所求的量,进而求解
;第三、第四种都
属于换元法,通过三角换元和均值换元,将所求的量变形为一元
关系,即2
或t的关系,进而求解;最后一种解法是通过导数求
出函数单调性,进而求出
最值,得出结果。从知识面的角度来讲,
这一道题目的五种解法,至少包含了五方面的知识,这不仅丰富
- 7 -
了解法,同时也使一些知识点得到了充分的展示,更体现了数学
知识的前后连贯性。这种多 知识点的解法,让学生真正体会到了
数学的魅力,更深刻的理解了“条条大路通罗马”的寓意,对培养学生的发散思维能力起到了积极的影响作用。
参考文献:
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年第17卷第6期.
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教育理论与实践,2009年第29卷.
3、杨玉东,徐文彬,数学解题中划归过程的心理学分析,浙江师
范大学学报,200 3年第26卷第3期.
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究,2004年第2期.
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9卷第2,4期.
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宜春学院学报, 2008年第30卷.
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学报,2002年第17卷第2期.
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