十一種數(shù)學思想方法總結(jié)與詳解
2018-09-27 17:12:16三好網(wǎng)
數(shù)學思想方法是數(shù)學的靈魂,要想學好數(shù)學、用好數(shù)學,就要深入到數(shù)學靈魂深處。今天小編帶同學們學習十一種數(shù)學思想方法,包括函數(shù)方程思想、數(shù)形結(jié)合思想、分類討論思想、方程思想、整體思想、化歸思想、隱含條件思想、類比思想、建模思想、歸納推理思想、極限思想。
數(shù)學思想,是指現(xiàn)實世界的空間形式和數(shù)量關系反映到人們的意識之中,經(jīng)過思維活動而產(chǎn)生的結(jié)果。數(shù)學思想是對數(shù)學事實與理論經(jīng)過概括后產(chǎn)生的本質(zhì)認識;基本數(shù)學思想則是體現(xiàn)或應該體現(xiàn)于基礎數(shù)學中的具有奠基性、總結(jié)性和最廣泛的數(shù)學思想,它們含有傳統(tǒng)數(shù)學思想的精華和現(xiàn)代數(shù)學思想的基本特征,并且是歷史地發(fā)展著的。通過數(shù)學思想的培養(yǎng),數(shù)學的能力才會有一個大幅度的提高。掌握數(shù)學思想,就是掌握數(shù)學的精髓。
1、函數(shù)方程思想
函數(shù)思想,是指用函數(shù)的概念和性質(zhì)去分析問題、轉(zhuǎn)化問題和解決問題。方程思想,是從問題的數(shù)量關系入手,運用數(shù)學語言將問題中的條件轉(zhuǎn)化為數(shù)學模型(方程、不等式、或方程與不等式的混合組),然后通過解方程(組)或不等式(組)來使問題獲解。有時,還需要函數(shù)與方程的互相轉(zhuǎn)化、接軌,達到解決問題的目的。
笛卡爾的方程思想是:實際問題→數(shù)學問題→代數(shù)問題→方程問題。宇宙世界,充斥著等式和不等式。我們知道,哪里有等式,哪里就有方程;哪里有公式,哪里就有方程;求值問題是通過解方程來實現(xiàn)的……等等;不等式問題也與方程是近親,密切相關。列方程、解方程和研究方程的特性,都是應用方程思想時需要重點考慮的。
函數(shù)描述了自然界中數(shù)量之間的關系,函數(shù)思想通過提出問題的數(shù)學特征,建立函數(shù)關系型的數(shù)學模型,從而進行研究。它體現(xiàn)了“聯(lián)系和變化”的辯證唯物主義觀點。一般地,函數(shù)思想是構(gòu)造函數(shù)從而利用函數(shù)的性質(zhì)解題,經(jīng)常利用的性質(zhì)是:f(x)、f (x)的單調(diào)性、奇偶性、周期性、最大值和最小值、圖像變換等,要求我們熟練掌握的是一次函數(shù)、二次函數(shù)、冪函數(shù)、指數(shù)函數(shù)、對數(shù)函數(shù)、三角函數(shù)的具體特性。在解決問題中,善于挖掘題目中的隱含條件,構(gòu)造出函數(shù)解析式和妙用函數(shù)的性質(zhì),是應用函數(shù)思想的關鍵。對所給的問題觀察、分析、判斷比較深入、充分、全面時,才能產(chǎn)生由此及彼的聯(lián)系,構(gòu)造出函數(shù)原型。另外,方程問題、不等式問題、集合問題、數(shù)列問題和某些代數(shù)問題也可以轉(zhuǎn)化為與其相關的函數(shù)問題,即用函數(shù)思想解答非函數(shù)問題。
函數(shù)知識涉及的知識點多、面廣,在概念性、應用性、理解性都有一定的要求,所以是高考中考查的重點。我們應用函數(shù)思想的幾種常見題型是:遇到變量,構(gòu)造函數(shù)關系解題;有關的不等式、方程、最小值和最大值之類的問題,利用函數(shù)觀點加以分析;含有多個變量的數(shù)學問題中,選定合適的主變量,從而揭示其中的函數(shù)關系;實際應用問題,翻譯成數(shù)學語言,建立數(shù)學模型和函數(shù)關系式,應用函數(shù)性質(zhì)或不等式等知識解答;等差、等比數(shù)列中,通項公式、前n項和的公式,都可以看成n的函數(shù),數(shù)列問題也可以用函數(shù)方法解決。
2、數(shù)形結(jié)合思想
“數(shù)無形,少直觀,形無數(shù),難入微”,利用“數(shù)形結(jié)合”可使所要研究的問題化難為易,化繁為簡。把代數(shù)和幾何相結(jié)合,例如對幾何問題用代數(shù)方法解答,對代數(shù)問題用幾何方法解答,這種方法在解析幾何里最常用。例如求根號((a-1)^2+(b-1)^2)+根號(a^2+(b-1)^2)+根號((a-1)^2+b^2)+根號(a^2+b^2)的最小值,就可以把它放在坐標系中,把它轉(zhuǎn)化成一個點到(0,1)、(1,0)、(0,0)、(1,1)四點的距離,就可以求出它的最小值。
3、分類討論思想
當一個問題因為某種量或圖形的情況不同而有可能引起問題的結(jié)果不同時,需要對這個量或圖形的各種情況進行分類討論。比如解不等式|a-1|>4的時候,就要分類討論a的取值情況。
4、方程思想
當一個問題可能與某個方程建立關聯(lián)時,可以構(gòu)造方程并對方程的性質(zhì)進行研究以解決這個問題。例如證明柯西不等式的時候,就可以把柯西不等式轉(zhuǎn)化成一個二次方程的判別式。
5、整體思想
從問題的整體性質(zhì)出發(fā),突出對問題的整體結(jié)構(gòu)的分析和改造,發(fā)現(xiàn)問題的整體結(jié)構(gòu)特征,善于用“集成”的眼光,把某些式子或圖形看成一個整體,把握它們之間的關聯(lián),進行有目的的、有意識的整體處理。整體思想方法在代數(shù)式的化簡與求值、解方程(組)、幾何解證等方面都有廣泛的應用,整體代入、疊加疊乘處理、整體運算、整體設元、整體處理、幾何中的補形等都是整體思想方法在解數(shù)學問題中的具體運用。
6、化歸思想
在于將未知的,陌生的,復雜的問題通過演繹歸納轉(zhuǎn)化為已知的,熟悉的,簡單的問題。三角函數(shù),幾何變換,因式分解,解析幾何,微積分,乃至古代數(shù)學的尺規(guī)作圖等數(shù)學理論無不滲透著轉(zhuǎn)化的思想。常見的轉(zhuǎn)化方式有:一般 特殊轉(zhuǎn)化,等價轉(zhuǎn)化,復雜 簡單轉(zhuǎn)化,數(shù)形轉(zhuǎn)化,構(gòu)造轉(zhuǎn)化,聯(lián)想轉(zhuǎn)化,類比轉(zhuǎn)化等。
轉(zhuǎn)化思想亦可在狹義上稱為化歸思想;瘹w思想就是將待解決的或者難以解決的問題A經(jīng)過某種轉(zhuǎn)化手段,轉(zhuǎn)化為有固定解決模式的或者容易解決的問題B,通過解決問題B來解決問題A的方法。
7、隱含條件思想
沒有明文表述出來,但是根據(jù)已有的明文表述可以推斷出來的條件,或者是沒有明文表述,但是該條件是一個常規(guī)或者真理。例如一個等腰三角形,一條線段垂直于底邊,那么這條線段所在的直線也平分底邊和頂角。
8、類比思想
把兩個(或兩類)不同的數(shù)學對象進行比較,如果發(fā)現(xiàn)它們在某些方面有相同或類似之處,那么就推斷它們在其他方面也可能有相同或類似之處。
9、建模思想
為了更具科學性,邏輯性,客觀性和可重復性地描述一個實際現(xiàn)象,人們采用一種普遍認為比較嚴格的語言來描述各種現(xiàn)象,這種語言就是數(shù)學。使用數(shù)學語言描述的事物就稱為數(shù)學模型。有時候我們需要做一些實驗,但這些實驗往往用抽象出來了的數(shù)學模型作為實際物體的代替而進行相應的實驗,實驗本身也是實際操作的一種理論替代。
10、歸納推理思想
由某類事物的部分對象具有某些特征,推出該類事物的全部對象都具有這些特征的推理,或者由個別事實概括出一般結(jié)論的推理稱為歸納推理(簡稱歸納),簡言之,歸納推理是由部分到整體,由個別到一般的推理
另外,還有概率統(tǒng)計思想等數(shù)學思想,例如概率統(tǒng)計思想是指通過概率統(tǒng)計解決一些實際問題,如摸獎的中獎率、某次考試的綜合分析等等。另外,還可以用概率方法解決一些面積問題。
我來舉例子~~圖中有角平分線,可向兩邊作垂線。
也可將圖對折看,對稱以后關系現(xiàn)。
角平分線平行線,等腰三角形來添。
角平分線加垂線,三線合一試試看。
線段垂直平分線,常向兩端把線連。
要證線段倍與半,延長縮短可試驗。
三角形中兩中點,連接則成中位線。
三角形中有中線,延長中線等中線。
平行四邊形出現(xiàn),對稱中心等分點。
梯形里面作高線,平移一腰試試看。
平行移動對角線,補成三角形常見。
證相似,比線段,添線平行成習慣。
等積式子比例換,尋找線段很關鍵。
直接證明有困難,等量代換少麻煩。
斜邊上面作高線,比例中項一大片。
半徑與弦長計算,弦心距來中間站。
圓上若有一切線,切點圓心半徑連。
切線長度的計算,勾股定理最方便。
要想證明是切線,半徑垂線仔細辨。
是直徑,成半圓,想成直角徑連弦。
弧有中點圓心連,垂徑定理要記全。
圓周角邊兩條弦,直徑和弦端點連。
弦切角邊切線弦,同弧對角等找完。
要想作個外接圓,各邊作出中垂線。
還要作個內(nèi)接圓,內(nèi)角平分線夢圓
如果遇到相交圓,不要忘作公共弦。
內(nèi)外相切的兩圓,經(jīng)過切點公切線。
若是添上連心線,切點肯定在上面。
要作等角添個圓,證明題目少困難。
輔助線,是虛線,畫圖注意勿改變。
假如圖形較分散,對稱旋轉(zhuǎn)去實驗。
基本作圖很關鍵,平時掌握要熟練。
解題還要多心眼,經(jīng)?偨Y(jié)方法顯。
切勿盲目亂添線,方法靈活應多變。
分析綜合方法選,困難再多也會減。
虛心勤學加苦練,成績上升成直線。
11、極限思想
極限思想是微積分的基本思想,數(shù)學分析中的一系列重要概念,如函數(shù)的連續(xù)性、導數(shù)以及定積分等等都是借助于極限來定義的。如果要問:“數(shù)學分析是一門什么學科?”那么可以概括地說:“數(shù)學分析就是用極限思想來研究函數(shù)的一門學科”。