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[摘要]数学本身具有严密的逻辑体系,数学内容之间的内在联系决定了学习数学具有特殊的科学方法。类比方法作为重要的数学方法,在数学学习中起着举足轻重的作用。本文通过不同角度阐述了类比思想在数学学习中的体现,为学好数学提供了一类行之有效的方法。
[关键词]数学教学 思想方法 应用推广
数学家波利亚曾说“类比是一个伟大的引路人”。数学是一门逻辑非常严密的学科,数学对象之间有着紧密的联系,让学生发现数学对象间的联系并掌握发现的方法,是数学教学的重要一环。在普及素质教育和创新教育的背景下,减轻学生的学习负担就需要提高学习效率,而这就需要学生掌握一些常见的数学思想方法,从而找到一套高效的数学学习方法。教师可以利用类比推理的思想方法,引导学生进行猜测——提出新问题;探索——提出新思路;证明——发现新结论。以下结合实例作简要的说明。
一、归纳思路
学生在清楚一元二次方程的两根同号问题需用根与系数的关系后,对如下问题可能仍感困惑,可以让学生结合图像进行分析。
二、类比:推广结论
比如,奇偶函数图象对称性的类比推广大家非常熟悉,奇偶函数的图象具有对称性,偶函数的图象关于y轴对称,奇函数的图象关于原点对称,奇偶函数的这种性质可以作类比推广。注意偶函数的解析式满足以下条件,即对于定义域内的任意一个x,都有f(-x)=f(x),图象关于直线x=0(y轴)对称,条件f(-x)=f(x)可以改造成为f(0-x)=f(0+x),这说明在x=0的两侧与它距离相等的两点对应的自变量对应的函数值相等,此时对称轴为直线x=0;现将条件中的0改为字母 ,则条件变为f(a-x)=f(a+x),易证此时函数f(x)的图象关于直线x=a对称。这里的x=a可以看成 x=a+a[]2;再将条件进一步改变为f(a-x)=f(b+x),则有函数f(x)的图象关于直线x=a+b[]2对称;偶函数中的这种类比推广在奇函数中也可以实现。对于奇函数f(x)的图象关于点(a+b[]2,0)对称,可见,若函数f(x)满足一些特殊关系式时,函数f(x)的图象就会有类似奇偶函数一样的对称性,能为我们解决实际问题带来方便。
又如,正弦函数具有周期性,表现在图象上就是图象的重复性,观察正弦函数的图象不难发现,正弦函数图象还具有多条对称轴和多个对称中心,并且相邻两条对称轴间的距离是周期的一半;相邻两个对称中心间的距离是周期的一半(如图5)所示。
正弦函数的这一性质可以类比推广到一般的函数中去,即:一般地,如果一个函数的图象具有两条或两条以上对称轴,或具有两个或两个以上对称中心,或者既有对称轴又有对称中心,则这个函数是周期函数;并且这个函数的周期为相邻两条对称轴间距离的两倍,也是相邻两个对称中心间距离的两倍,也可以是相邻的对称中心与对称轴间距离的4倍。利用这一性质,能够使一些问题的解答简化。
例3.定义在(-∞,+∞)上的偶函数f(x)满足:f(x+1)=-f(x),且在[-1,0]上是增函数,下面关于f(x)的判断:(1)f(x)是周期函数;(2)f(x)的图象关于直线x=1对称;(3)f(x)在[0,1]上是增函数;(4)f(x)在[1,2]上是减函数;(5)f(2)=f(0) . 其中正确的判断是:。
解:由f(x)是定义在R上的偶函数知,函数f(x)的图象具有一条对称轴x=0;又由f(x+1)=-f(x)=-f(-x) =-f(0-x)可得函数f(x)的图象关于点A(1[]2,0)对称,由此可知该函数具有周期性,故选项(1)正确;另外,也可由已知条件f(x+1)=-f(x)得, f(x+2)= f[(x+1)+1]=-f(x+1)=-[-f(x)]=f(x),这里不仅得出函数f(x)是周期函数,而且还知道周期为2;再由条件:函数f(x)在[-1,0]上是增函数知它在[0,1]上是减函数,可见点A(1[]2,0)和直线x=0为函数图象相邻的对称中心和对称轴,也可得出周期为2;故x=1必为函数图象的对称轴,所以,选项(2)成立;由周期性和对称性不难判断选项(3)和(4)错误;由周期为2立得选项(5)成立。
三、类比:寻找区别
例5.(1)已知函数的值域为[-1,4],求a的值。
(2)已知函数对定义域内的任意x值,都有-1y4,求a的值。
分析:两题的含义不同:值域内的每个值都要有x与之对应;而题(2)中的不一定取遍[-1,4],所以解法有区别。
题(1)利用判别式法及根与系数关系得;a=±4。
题(2)由恒成立,即恒成立
∴△a2-160,∴-4a4.
总之,类比思想方法的应用,无论是对发现问题,还是提供解决问题的思路,都起着很好的启发与促进作用。
参考文献:
[1]朱华伟,张景中.论推广.数学通报,2005,4.
[2]张志军.数学中形似质异的问题对.数学教学,2007,3.
(作者单位:云南昆明第一中学)
注:本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文。
[关键词]数学教学 思想方法 应用推广
数学家波利亚曾说“类比是一个伟大的引路人”。数学是一门逻辑非常严密的学科,数学对象之间有着紧密的联系,让学生发现数学对象间的联系并掌握发现的方法,是数学教学的重要一环。在普及素质教育和创新教育的背景下,减轻学生的学习负担就需要提高学习效率,而这就需要学生掌握一些常见的数学思想方法,从而找到一套高效的数学学习方法。教师可以利用类比推理的思想方法,引导学生进行猜测——提出新问题;探索——提出新思路;证明——发现新结论。以下结合实例作简要的说明。
一、归纳思路
学生在清楚一元二次方程的两根同号问题需用根与系数的关系后,对如下问题可能仍感困惑,可以让学生结合图像进行分析。
二、类比:推广结论
比如,奇偶函数图象对称性的类比推广大家非常熟悉,奇偶函数的图象具有对称性,偶函数的图象关于y轴对称,奇函数的图象关于原点对称,奇偶函数的这种性质可以作类比推广。注意偶函数的解析式满足以下条件,即对于定义域内的任意一个x,都有f(-x)=f(x),图象关于直线x=0(y轴)对称,条件f(-x)=f(x)可以改造成为f(0-x)=f(0+x),这说明在x=0的两侧与它距离相等的两点对应的自变量对应的函数值相等,此时对称轴为直线x=0;现将条件中的0改为字母 ,则条件变为f(a-x)=f(a+x),易证此时函数f(x)的图象关于直线x=a对称。这里的x=a可以看成 x=a+a[]2;再将条件进一步改变为f(a-x)=f(b+x),则有函数f(x)的图象关于直线x=a+b[]2对称;偶函数中的这种类比推广在奇函数中也可以实现。对于奇函数f(x)的图象关于点(a+b[]2,0)对称,可见,若函数f(x)满足一些特殊关系式时,函数f(x)的图象就会有类似奇偶函数一样的对称性,能为我们解决实际问题带来方便。
又如,正弦函数具有周期性,表现在图象上就是图象的重复性,观察正弦函数的图象不难发现,正弦函数图象还具有多条对称轴和多个对称中心,并且相邻两条对称轴间的距离是周期的一半;相邻两个对称中心间的距离是周期的一半(如图5)所示。
正弦函数的这一性质可以类比推广到一般的函数中去,即:一般地,如果一个函数的图象具有两条或两条以上对称轴,或具有两个或两个以上对称中心,或者既有对称轴又有对称中心,则这个函数是周期函数;并且这个函数的周期为相邻两条对称轴间距离的两倍,也是相邻两个对称中心间距离的两倍,也可以是相邻的对称中心与对称轴间距离的4倍。利用这一性质,能够使一些问题的解答简化。
例3.定义在(-∞,+∞)上的偶函数f(x)满足:f(x+1)=-f(x),且在[-1,0]上是增函数,下面关于f(x)的判断:(1)f(x)是周期函数;(2)f(x)的图象关于直线x=1对称;(3)f(x)在[0,1]上是增函数;(4)f(x)在[1,2]上是减函数;(5)f(2)=f(0) . 其中正确的判断是:。
解:由f(x)是定义在R上的偶函数知,函数f(x)的图象具有一条对称轴x=0;又由f(x+1)=-f(x)=-f(-x) =-f(0-x)可得函数f(x)的图象关于点A(1[]2,0)对称,由此可知该函数具有周期性,故选项(1)正确;另外,也可由已知条件f(x+1)=-f(x)得, f(x+2)= f[(x+1)+1]=-f(x+1)=-[-f(x)]=f(x),这里不仅得出函数f(x)是周期函数,而且还知道周期为2;再由条件:函数f(x)在[-1,0]上是增函数知它在[0,1]上是减函数,可见点A(1[]2,0)和直线x=0为函数图象相邻的对称中心和对称轴,也可得出周期为2;故x=1必为函数图象的对称轴,所以,选项(2)成立;由周期性和对称性不难判断选项(3)和(4)错误;由周期为2立得选项(5)成立。
三、类比:寻找区别
例5.(1)已知函数的值域为[-1,4],求a的值。
(2)已知函数对定义域内的任意x值,都有-1y4,求a的值。
分析:两题的含义不同:值域内的每个值都要有x与之对应;而题(2)中的不一定取遍[-1,4],所以解法有区别。
题(1)利用判别式法及根与系数关系得;a=±4。
题(2)由恒成立,即恒成立
∴△a2-160,∴-4a4.
总之,类比思想方法的应用,无论是对发现问题,还是提供解决问题的思路,都起着很好的启发与促进作用。
参考文献:
[1]朱华伟,张景中.论推广.数学通报,2005,4.
[2]张志军.数学中形似质异的问题对.数学教学,2007,3.
(作者单位:云南昆明第一中学)
注:本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文。