高中数学解题中整体思想的应用

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  摘 要: 整体思想是最常用、最基本的数学思想之一,是研究问题的整体形式、整体结构,并对其进行调节和转化,使其简单化的一种方法.它是数学解题的一种重要策略,是提高解题速度的一种重要途径.
  关键词: 整体代入 整体换元 整体构造 整体补形 整体联想
  数学思想是对数学知识与方法构建的规律性的理性认识,是解决数学问题的一种重要策略.数学中的“整体思想”是学生必须掌握一种重要的思想方法之一,整体思想方法是指在研究问题时,从整体出发,对问题的整体形式、结构特征进行综合分析整体处理的思想方法.它在研究和解决数学问题时,把一些看似彼此独立而实质有紧密相连的量作为整体考虑.这样做,不仅可以摆脱固定模式的束缚,使复杂的问题变得简单、陌生的问题变得熟悉,还往往可以解决按常规方法解决不了的一些问题.它在中学数学的各个方面都有广泛的应用.本文通过实例谈谈这种思想在解题中的应用.
  一、整体代入
  做题时,我们发现有些题目,如果孤立地利用已知条件,问题也许可以得到解决,但解题过程比较复杂;而如果把已知条件看做一个整体,直接或变形以后代入求解,问题就会变得容易很多,解题思路也相对明确.
  二、整体换元
  有些数学问题看似结构复杂,计算繁难,很难直接求解,但若通过恰当整体换元,把问题作整体变换,问题就会巧妙地化繁为简,化难为易.整体换元就是通过研究新元性质解决问题.
  三、整体构造
  整体构造,就是根据已知条件和所求,整体构造相应的式子,通过对两个式子的联合研究来解决问题.有些问题直接去求,学生在解题时经常会无从下手,但通过整体构造后,就能迅速得出答案.
  例:已知密码3BCDRST=4RSTBCD,其中每个字母都表示一个十进制数字,试将这个密码译成数字形式.
  解析:此题有6个未知数,若依次求解,无法达到目的确切,注意到BCDRST与RSTBCD之间的轮换关系,可将BCD与RST视为两个整体分别设a=BCD,b=RST,
  则3(1000a b)=4(1000b a),所以428a=571b,
  因为a,b为三位数,
  所以所求密码为3571428=4428571.
  四、整体补形
  整体补形试用于解决数学问题中的非规则图形、非特殊图形,在图形补全后,使原本图形转变为完整的特殊图形.有些题目已知条件仅提供一个局部图形,扰乱学生的思维,但如果把局部图形补全,通过对整体图形的研究,就能突出问题本质,找到简洁的解法或证法.
  例:球面四点O、A、B、C,且OA、OB、OC两两垂直,OA=OB=OC=a,求球的半径?
  五、整体联想
  整体联想就是把已知各个元素联想到某一性质、定理、公式上等.在数学解题中,有时应发挥联想,合理构造,把问题简单化,有利于迅速得出结论.
  通过上述数学问题的求解过程与求解方法,我们知道在解决数学问题时,要善于观察题目特征,把解题注意力和着眼点放在问题整体结构上,通过不断挖掘、提炼而触及问题的本质.通过研究问题的整体形式、整体结构或做种种整体处理以后,达到顺利而简捷地解决问题的目的.掌握一种数学的解题方法和思想方法,对于数学逻辑思维能力的培养,具有深远的意义.在学习活动中培养学生全面思考问题、提出问题、解决问题的意识和合作的学习习惯,并培养学生的推理能力和语言表达能力,发展学生的思维.若在解决数学问题时,不注重整体结构与思维,学生解决能力相对受限,容易被绕在数学问题的圈子,增加数学解题难度,解题效果不佳.在高中数学教学中,学生还应加强数学基础知识的学习,掌握基础的数学定理、概念,并能够对基础知识进行归纳和总结,从而构建系统、完整的数学知识体系,在使用整体思想解决数学问题的时候,也能灵活运用,取得事半功倍的效果.
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