十一種數學(xué)思想方法總結與詳解
2018-09-27 17:12:16三好網(wǎng)
數學(xué)思想方法是數學(xué)的靈魂,要想學(xué)好數學(xué)、用好數學(xué),就要深入到數學(xué)靈魂深處。今天小編帶同學(xué)們學(xué)習十一種數學(xué)思想方法,包括函數方程思想、數形結合思想、分類(lèi)討論思想、方程思想、整體思想、化歸思想、隱含條件思想、類(lèi)比思想、建模思想、歸納推理思想、極限思想。
數學(xué)思想,是指現實(shí)世界的空間形式和數量關(guān)系反映到人們的意識之中,經(jīng)過(guò)思維活動(dòng)而產(chǎn)生的結果。數學(xué)思想是對數學(xué)事實(shí)與理論經(jīng)過(guò)概括后產(chǎn)生的本質(zhì)認識;基本數學(xué)思想則是體現或應該體現于基礎數學(xué)中的具有奠基性、總結性和最廣泛的數學(xué)思想,它們含有傳統數學(xué)思想的精華和現代數學(xué)思想的基本特征,并且是歷史地發(fā)展著(zhù)的。通過(guò)數學(xué)思想的培養,數學(xué)的能力才會(huì )有一個(gè)大幅度的提高。掌握數學(xué)思想,就是掌握數學(xué)的精髓。
1、函數方程思想
函數思想,是指用函數的概念和性質(zhì)去分析問(wèn)題、轉化問(wèn)題和解決問(wèn)題。方程思想,是從問(wèn)題的數量關(guān)系入手,運用數學(xué)語(yǔ)言將問(wèn)題中的條件轉化為數學(xué)模型(方程、不等式、或方程與不等式的混合組),然后通過(guò)解方程(組)或不等式(組)來(lái)使問(wèn)題獲解。有時(shí),還需要函數與方程的互相轉化、接軌,達到解決問(wèn)題的目的。
笛卡爾的方程思想是:實(shí)際問(wèn)題→數學(xué)問(wèn)題→代數問(wèn)題→方程問(wèn)題。宇宙世界,充斥著(zhù)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(wèn)題是通過(guò)解方程來(lái)實(shí)現的……等等;不等式問(wèn)題也與方程是近親,密切相關(guān)。列方程、解方程和研究方程的特性,都是應用方程思想時(shí)需要重點(diǎn)考慮的。
函數描述了自然界中數量之間的關(guān)系,函數思想通過(guò)提出問(wèn)題的數學(xué)特征,建立函數關(guān)系型的數學(xué)模型,從而進(jìn)行研究。它體現了“聯(lián)系和變化”的辯證唯物主義觀(guān)點(diǎn)。一般地,函數思想是構造函數從而利用函數的性質(zhì)解題,經(jīng)常利用的性質(zhì)是:f(x)、f (x)的單調性、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、二次函數、冪函數、指數函數、對數函數、三角函數的具體特性。在解決問(wèn)題中,善于挖掘題目中的隱含條件,構造出函數解析式和妙用函數的性質(zhì),是應用函數思想的關(guān)鍵。對所給的問(wèn)題觀(guān)察、分析、判斷比較深入、充分、全面時(shí),才能產(chǎn)生由此及彼的聯(lián)系,構造出函數原型。另外,方程問(wèn)題、不等式問(wèn)題、集合問(wèn)題、數列問(wèn)題和某些代數問(wèn)題也可以轉化為與其相關(guān)的函數問(wèn)題,即用函數思想解答非函數問(wèn)題。
函數知識涉及的知識點(diǎn)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(diǎn)。我們應用函數思想的幾種常見(jiàn)題型是:遇到變量,構造函數關(guān)系解題;有關(guān)的不等式、方程、最小值和最大值之類(lèi)的問(wèn)題,利用函數觀(guān)點(diǎn)加以分析;含有多個(gè)變量的數學(xué)問(wèn)題中,選定合適的主變量,從而揭示其中的函數關(guān)系;實(shí)際應用問(wèn)題,翻譯成數學(xué)語(yǔ)言,建立數學(xué)模型和函數關(guān)系式,應用函數性質(zhì)或不等式等知識解答;等差、等比數列中,通項公式、前n項和的公式,都可以看成n的函數,數列問(wèn)題也可以用函數方法解決。
2、數形結合思想
“數無(wú)形,少直觀(guān),形無(wú)數,難入微”,利用“數形結合”可使所要研究的問(wèn)題化難為易,化繁為簡(jiǎn)。把代數和幾何相結合,例如對幾何問(wèn)題用代數方法解答,對代數問(wèn)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,把它轉化成一個(gè)點(diǎn)到(0,1)、(1,0)、(0,0)、(1,1)四點(diǎn)的距離,就可以求出它的最小值。
3、分類(lèi)討論思想
當一個(gè)問(wèn)題因為某種量或圖形的情況不同而有可能引起問(wèn)題的結果不同時(shí),需要對這個(gè)量或圖形的各種情況進(jìn)行分類(lèi)討論。比如解不等式|a-1|>4的時(shí)候,就要分類(lèi)討論a的取值情況。
4、方程思想
當一個(gè)問(wèn)題可能與某個(gè)方程建立關(guān)聯(lián)時(shí),可以構造方程并對方程的性質(zhì)進(jìn)行研究以解決這個(gè)問(wèn)題。例如證明柯西不等式的時(shí)候,就可以把柯西不等式轉化成一個(gè)二次方程的判別式。
5、整體思想
從問(wèn)題的整體性質(zhì)出發(fā),突出對問(wèn)題的整體結構的分析和改造,發(fā)現問(wèn)題的整體結構特征,善于用“集成”的眼光,把某些式子或圖形看成一個(gè)整體,把握它們之間的關(guān)聯(lián),進(jìn)行有目的的、有意識的整體處理。整體思想方法在代數式的化簡(jiǎn)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學(xué)問(wèn)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(wèn)題通過(guò)演繹歸納轉化為已知的,熟悉的,簡(jiǎn)單的問(wèn)題。三角函數,幾何變換,因式分解,解析幾何,微積分,乃至古代數學(xué)的尺規作圖等數學(xué)理論無(wú)不滲透著(zhù)轉化的思想。常見(jiàn)的轉化方式有:一般 特殊轉化,等價(jià)轉化,復雜 簡(jiǎn)單轉化,數形轉化,構造轉化,聯(lián)想轉化,類(lèi)比轉化等。
轉化思想亦可在狹義上稱(chēng)為化歸思想;瘹w思想就是將待解決的或者難以解決的問(wèn)題A經(jīng)過(guò)某種轉化手段,轉化為有固定解決模式的或者容易解決的問(wèn)題B,通過(guò)解決問(wèn)題B來(lái)解決問(wèn)題A的方法。
7、隱含條件思想
沒(méi)有明文表述出來(lái),但是根據已有的明文表述可以推斷出來(lái)的條件,或者是沒(méi)有明文表述,但是該條件是一個(gè)常規或者真理。例如一個(gè)等腰三角形,一條線(xiàn)段垂直于底邊,那么這條線(xiàn)段所在的直線(xiàn)也平分底邊和頂角。
8、類(lèi)比思想
把兩個(gè)(或兩類(lèi))不同的數學(xué)對象進(jìn)行比較,如果發(fā)現它們在某些方面有相同或類(lèi)似之處,那么就推斷它們在其他方面也可能有相同或類(lèi)似之處。
9、建模思想
為了更具科學(xué)性,邏輯性,客觀(guān)性和可重復性地描述一個(gè)實(shí)際現象,人們采用一種普遍認為比較嚴格的語(yǔ)言來(lái)描述各種現象,這種語(yǔ)言就是數學(xué)。使用數學(xué)語(yǔ)言描述的事物就稱(chēng)為數學(xué)模型。有時(shí)候我們需要做一些實(shí)驗,但這些實(shí)驗往往用抽象出來(lái)了的數學(xué)模型作為實(shí)際物體的代替而進(jìn)行相應的實(shí)驗,實(shí)驗本身也是實(shí)際操作的一種理論替代。
10、歸納推理思想
由某類(lèi)事物的部分對象具有某些特征,推出該類(lèi)事物的全部對象都具有這些特征的推理,或者由個(gè)別事實(shí)概括出一般結論的推理稱(chēng)為歸納推理(簡(jiǎn)稱(chēng)歸納),簡(jiǎn)言之,歸納推理是由部分到整體,由個(gè)別到一般的推理
另外,還有概率統計思想等數學(xué)思想,例如概率統計思想是指通過(guò)概率統計解決一些實(shí)際問(wèn)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(wèn)題。
我來(lái)舉例子~~圖中有角平分線(xiàn),可向兩邊作垂線(xiàn)。
也可將圖對折看,對稱(chēng)以后關(guān)系現。
角平分線(xiàn)平行線(xiàn),等腰三角形來(lái)添。
角平分線(xiàn)加垂線(xiàn),三線(xiàn)合一試試看。
線(xiàn)段垂直平分線(xiàn),常向兩端把線(xiàn)連。
要證線(xiàn)段倍與半,延長(cháng)縮短可試驗。
三角形中兩中點(diǎn),連接則成中位線(xiàn)。
三角形中有中線(xiàn),延長(cháng)中線(xiàn)等中線(xiàn)。
平行四邊形出現,對稱(chēng)中心等分點(diǎn)。
梯形里面作高線(xiàn),平移一腰試試看。
平行移動(dòng)對角線(xiàn),補成三角形常見(jiàn)。
證相似,比線(xiàn)段,添線(xiàn)平行成習慣。
等積式子比例換,尋找線(xiàn)段很關(guān)鍵。
直接證明有困難,等量代換少麻煩。
斜邊上面作高線(xiàn),比例中項一大片。
半徑與弦長(cháng)計算,弦心距來(lái)中間站。
圓上若有一切線(xiàn),切點(diǎn)圓心半徑連。
切線(xiàn)長(cháng)度的計算,勾股定理最方便。
要想證明是切線(xiàn),半徑垂線(xiàn)仔細辨。
是直徑,成半圓,想成直角徑連弦。
弧有中點(diǎn)圓心連,垂徑定理要記全。
圓周角邊兩條弦,直徑和弦端點(diǎn)連。
弦切角邊切線(xiàn)弦,同弧對角等找完。
要想作個(gè)外接圓,各邊作出中垂線(xiàn)。
還要作個(gè)內接圓,內角平分線(xiàn)夢(mèng)圓
如果遇到相交圓,不要忘作公共弦。
內外相切的兩圓,經(jīng)過(guò)切點(diǎn)公切線(xiàn)。
若是添上連心線(xiàn),切點(diǎn)肯定在上面。
要作等角添個(gè)圓,證明題目少困難。
輔助線(xiàn),是虛線(xiàn),畫(huà)圖注意勿改變。
假如圖形較分散,對稱(chēng)旋轉去實(shí)驗。
基本作圖很關(guān)鍵,平時(shí)掌握要熟練。
解題還要多心眼,經(jīng)?偨Y方法顯。
切勿盲目亂添線(xiàn),方法靈活應多變。
分析綜合方法選,困難再多也會(huì )減。
虛心勤學(xué)加苦練,成績(jì)上升成直線(xiàn)。
11、極限思想
極限思想是微積分的基本思想,數學(xué)分析中的一系列重要概念,如函數的連續性、導數以及定積分等等都是借助于極限來(lái)定義的。如果要問(wèn):“數學(xué)分析是一門(mén)什么學(xué)科?”那么可以概括地說(shuō):“數學(xué)分析就是用極限思想來(lái)研究函數的一門(mén)學(xué)科”。