化归思想在数学中的应用
名句经典-西瓜的功效
目录
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摘要
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化归方法是数学解决问题的一般方法,是被广泛使用着的一种用来研究数学
问题,
解决数学问题的重要方法,
是中学数学的基本思
想方法之一。
化归方法包
括三个要素:化归对象,化归目标和化
归途径;化归要遵循简单化原则,熟悉化
原则,具体化原则,和谐化低层次化原则,标准
形式化原则等;
2
1.
化归方法的界定、意义及遵循原则
数学思想方法是中学数学教学的重要内容之一。
任何数学问题的
解决无不以
数学思想为指导,
以数学方法为手段。
数学思想是教材体系的灵魂,
是数学设计
的指导,<
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是数学教学的统帅,
是解题思路的指南。
化归在数学中是一个非常基本
的思想方法,有着十分广泛的应用。不仅许多重要的思想方
法都属于“化归”的
范畴,而且许多重要的数学思想和研究策略也可用化归的思想来概括
。
1.1
化归方法的界定
回顾我们处理数学问题的过程与经验,
会发现我们常常是将待解决的陌生问<
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题通过转化,
归结为一个比较熟悉的问题来解决因为这样就可以充
分调动和运用
我们已有的知识、
经验和方法;
< br>也常将一个复杂的问题转化结为一个或几个简单
的问题来解决等等。
他们的科学概括就是数学上解决问题的一般思想方法——化
归。
化归即转化归结的意思,把有待解决、未解决的问题,通过转化迁移,归结
为一类已经解决或较易解决的问题中去,以求得解决,这就是“化归”。化归方
法是数学解决问题的一般方法,
其基本思想是:
人们在解决数学问题时,
常常是
将待解决的问题
A
,通过某种手段,归结为另一个问题
B
,而问题
B
是相对较易
解决
或以有固定解决程式的问题,
且通过对问题
B
< br>的解决可得到原问题
A
的解答。
其中问题
B
常被称作化归或方向,
转化
的手段被称为化归途经或化归策略。
可见,
化归包含三个基本要
素:
(
1
)
化归对象,即把什么东西进行化归;
(
2
)化归目标,即化归到何处去;
(
3
)化归途经,即如何进行化归。
化归方法有着坚实的客观基础,
是人们对事物间的
“普遍联系”
和矛盾在一
定条件下的“相互转化”的
能动反映。它着眼于揭示联系,实现转化,通过“矛
盾转化”解决问题。
1.2
化归方法的意义
化归不仅是一种重要的解题思想,
也是一种最基本的思维策略,
更是一种有效的
数学思维方式。
所谓的
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
将复杂问
题通过变换转化为简单问题;
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。
总之,
化归在数学解题中几乎无处
不在,化归的基本功能是:生疏化成熟悉,复杂化成简单,抽象化成直观,含糊
化成明
朗。
说到底,
化归的实质就是以运动变化发展的观点,
以及事物之间相互
联系,
相互制约的观点看待问
题,
善于对所要解决的问题进行变换转化,
使问题
得以解决。实现这种转化的方法有:待定系数法,配方法,整体代入法以及化动
为静,由抽象到具体等转化思想。这也是辩证唯物主义的基本观点。
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。
”
< br>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
3
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,
著名的哥尼斯堡七桥问题便是一个精彩的例证。
大数学家欧拉解决
这一问题的思维程序是:
这是化归问题一个很好的应用,
由此我们容易归纳出化归思想方法的思维模
式:
可见解题能力的强弱在于:
1
、有敏锐的洞察能力,才能找准目标模型,
2
、
有较强的化归能力,
才能有效地把问题转化为目标模型,
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至于运用模型的内部规
律求解就比较容易了。
在数学发展的今天,
化归方法被广泛普遍的运用着,
并被
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不断具体化为一些更特殊更便于操作使用的方法,
如特殊化方法、<
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一般化方法等。
在现代中学数学中,
化归
思想方法体现在各学校,
应用十分广泛。
如几何中空间
向平面,曲线向直线的转化,代数中高次向低次,超越式向代数式的转化等。
1.3
化归方法遵循原则
数学中的化归有其特定的方向,一般为:化复杂为简单;化抽
象为具体;
化生疏为熟悉;
化难为易;
化一般为特殊;
化特殊为一般;
化
“综
合”
为
“单一”
;
化“高维”为“低维”等。为更好地把握化归方向,我们必须遵循一些化归的基
本原
则,化归思想的基本原则主要有熟悉化原则、简单化原则、具体化原则、极
端化原则、和
谐化原则。
1.3.1
熟悉化原则
熟悉化就是把我们所遇到的“陌生”问题转化为我们较为“熟悉”的问题,
以
便利用已有的知识和经验,使问题得到解决。这也是我们常说的通过“旧知”
解决“新知
”。学习是新旧知识相互联系、相互影响的过程。奥苏伯尔说,影响
学习的最重要的因素
是学生已知的内容。
在教学的应用策略中,
他提出了设计
“先
行组织者”的做法,也就是在学生“已经知道的知识”和“需要知
道的知识”之
间架起桥梁。这样有利于学生解决问题。
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