论文部分内容阅读
一个有价值的数学问题的解决,往往需要调动我们全部的智慧去提取已知、捕获念头,分析条件,拟定出有效的解题方案.根据笔者的体验,直觉的念头,直觉的延伸,到依据题设与结论的精细构造,对于问题解决将会起到极大地推进作用.以下以一道竞赛题为例,作具体分析.
这是一道非常特别的三角证明题,1963年出现在第5届国际数学奥林匹克(IMO)竞赛试卷上,近
半个世纪来,这道题从未失去它应有的光环.当我们把它重新捡起,分析其中蕴含的丰富的数学思想方法,有着十分重要的意义.
通过审题,我们至少关注到以下三点:一是左边3项都是余弦值;二是3个角度之间存在着特殊关系;三是第2项前为负号.由于题目字数较少,因此,题意不难明了.
1 直觉变式,着力化归
上述直觉与直觉延伸,虽然解决了问题,但过程比较复杂,特别是有关计算还是比较繁琐的.能否有更巧妙的方法呢?
2 数形结合,活跃思维
进一步审题,我们会有这样的直觉念头:三个角之间有关联,这里面有没有可突破的切口呢?
不过,我们由向量可以会想到利用复数解题.这里涉及到怎样构造复数的问题了.复数的计算有一个特殊性,这就是实部与虚部的计算“互不干涉”,本题的计算能否利用这一性质在实部(基于题设中都是余弦三角函数值)上做文章呢?
利用向量求解告诉我们解题的关键是:在单位圆上找出均匀分布的7个向量,它们的横坐标之和为0.由此,不难想到单位圆上有多个与上述性质一样的向量,也应当一样得到类似的结论.我们很快就可以得到(※)式和(※※)式.
回顾上述解题过程,我们不难发现数学题目只是思维活动的载体,解决问题的过程也就是思维活动的过程.
回顾和反思本题解题过程,不难发现,直觉思维不仅能帮助我们正确、合理地运用逻辑推理手段进行思考,还能够引发我们变换思考角度, 实现认识上的飞跃.
与此同时,根据所给问题的特点和需要,把题设条件中的相互关系构造出来,往往能化繁为简,化难为易,独辟蹊径,收到简洁明快、出奇制胜的效果.因此,从直觉到构造,可以说是解决较抽象数学问题的一般思想方法.
通过上述解题思维的发散,我们更加深刻地理解波利亚所说的话,“在你找到第一个蘑菇时,继续观察,也许就能发现一堆蘑菇.”从这道证明题出发,我们的解题思路不断拓宽,思维不断跃进,是不是一样收获很大?
(本文系盐城师范学院自然科学研究项目“从直觉到构造:数学问题解决的突破与实现”【编号:08YCKL069】阶段性研究成果.
这是一道非常特别的三角证明题,1963年出现在第5届国际数学奥林匹克(IMO)竞赛试卷上,近
半个世纪来,这道题从未失去它应有的光环.当我们把它重新捡起,分析其中蕴含的丰富的数学思想方法,有着十分重要的意义.
通过审题,我们至少关注到以下三点:一是左边3项都是余弦值;二是3个角度之间存在着特殊关系;三是第2项前为负号.由于题目字数较少,因此,题意不难明了.
1 直觉变式,着力化归
上述直觉与直觉延伸,虽然解决了问题,但过程比较复杂,特别是有关计算还是比较繁琐的.能否有更巧妙的方法呢?
2 数形结合,活跃思维
进一步审题,我们会有这样的直觉念头:三个角之间有关联,这里面有没有可突破的切口呢?
不过,我们由向量可以会想到利用复数解题.这里涉及到怎样构造复数的问题了.复数的计算有一个特殊性,这就是实部与虚部的计算“互不干涉”,本题的计算能否利用这一性质在实部(基于题设中都是余弦三角函数值)上做文章呢?
利用向量求解告诉我们解题的关键是:在单位圆上找出均匀分布的7个向量,它们的横坐标之和为0.由此,不难想到单位圆上有多个与上述性质一样的向量,也应当一样得到类似的结论.我们很快就可以得到(※)式和(※※)式.
回顾上述解题过程,我们不难发现数学题目只是思维活动的载体,解决问题的过程也就是思维活动的过程.
回顾和反思本题解题过程,不难发现,直觉思维不仅能帮助我们正确、合理地运用逻辑推理手段进行思考,还能够引发我们变换思考角度, 实现认识上的飞跃.
与此同时,根据所给问题的特点和需要,把题设条件中的相互关系构造出来,往往能化繁为简,化难为易,独辟蹊径,收到简洁明快、出奇制胜的效果.因此,从直觉到构造,可以说是解决较抽象数学问题的一般思想方法.
通过上述解题思维的发散,我们更加深刻地理解波利亚所说的话,“在你找到第一个蘑菇时,继续观察,也许就能发现一堆蘑菇.”从这道证明题出发,我们的解题思路不断拓宽,思维不断跃进,是不是一样收获很大?
(本文系盐城师范学院自然科学研究项目“从直觉到构造:数学问题解决的突破与实现”【编号:08YCKL069】阶段性研究成果.