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《數(shù)學(xué)思考與解題的策略》由會員上傳分享,免費(fèi)在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫。
1、淺談幾個數(shù)學(xué)解題的模式「解題」是數(shù)學(xué)中一個主耍的活動'從小到大數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí)活動,都脫離不了學(xué)習(xí)如何去解題,這一連串的課程主耍是取材於George.Polya的vv如何解題??數(shù)學(xué)發(fā)現(xiàn)>>、?數(shù)學(xué)與猜想>>這三部書,希望能介紹一些有用的策略與方法,讓讀者在學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的過程中,能有一些遵循的模式與法則。當(dāng)然並不是所有的問題都能經(jīng)由這些模式去解決,但是我們試圖舉出一些理性、有效率的建議,以提供讀者參考。(A)雙軌跡模式:模式的敘述:把問題簡化爲(wèi)作一個點(diǎn),然後,把條件分爲(wèi)兩部分,使每一個部分變成未知點(diǎn)的一條軌跡;而每一條軌跡必須是一條直線或者是一個圓。[
2、例題1]已知一三角形ABC,求作此三角形的內(nèi)切圓。簡化問題:已知:三角形的三個邊,AB,BC,CA。未知:一個點(diǎn)X。條件:X點(diǎn)到AB,BC,CA三邊的距離相等。做法:⑴將條件分成兩部分第一部份:X到AB,BC的距離相等=>滿足第一條件的軌跡是兩條互相垂直的直線。(直線AB,BC的角平分線)第二部分:X到AB,CA的距離相等=>滿足第一條件的軌跡是兩條互相垂直的直線。(直線AB,CA的角平分線)(2)滿足上述兩個條件的軌跡有四個交點(diǎn),而X爲(wèi)其中一個。(練習(xí)1)三等份一給定三角形的面積,即在給定AABC內(nèi)求一點(diǎn)X,使得4XAB、AXBC、AXCA
3、面積相等。簡化問題:已知:未知:條件:做法:(1)若從AXAB=AXBC出發(fā),則X會落在若從AXBOAXCA出發(fā),則X會落在(2)若從AXAB=
4、AABC出發(fā),則X會落在若從axbc=
5、aabc出發(fā),則X會落在由⑴⑵出發(fā)'可找到不一樣的做法嗎?(練習(xí)2)已知P爲(wèi)直線L上一點(diǎn),A爲(wèi)L外一點(diǎn),求作一圓通過A點(diǎn)且與L相切於P點(diǎn)o已知:未知:條件:作法:A。(A)相似形模式:模式的敘述:當(dāng)我們一下子求不出欲求的圖形,考慮能否做出與所求圖形相似的圖形,藉此再求得所耍的圖形。[例題2]在一個給定的AABC中作一內(nèi)接正方形,此正方形的兩個頂點(diǎn)在AB上,一個
6、在AC上‘一個在BC上。已知:AABC未知:正方形r條件:正方形的兩個頂點(diǎn)在AB上,一個在AC上,一個在BC上。做法:(1)減弱一個條件'正方形一個頂點(diǎn)不用落在BC(2)減弱條件之後'可做出多個相似的正方形。(3)觀察這些相似正方形的頂點(diǎn),這些頂點(diǎn)共線£⑷所求的正方形,其頂點(diǎn)要在BC邊上,故此直線與BC的交點(diǎn)即爲(wèi)所求正方形的一個頂點(diǎn),其餘個頂點(diǎn),亦可順序做出來。(練習(xí)3)給定ZACB,作一直線交CA於X點(diǎn),CB於Y點(diǎn),使得AX二XY二YB。假設(shè)問題已知解決了!如圖。/(1)作YZ//XA且YZ=XA。/(2)AXYZ爲(wèi)菱形且4BYZ爲(wèi)等腰三角
7、形。Z_⑶如果可做出Z,則可由Z求Y。雖然無法求出ABYZ,不過卻知道它的形狀,我們試著作一個與之Z'—相似的三角形。(1)我們不知道Y的位置,不過倒著作'先在BC上任取一點(diǎn)Yz,假設(shè)V是我們欲求的Y點(diǎn),反過來去求類似Z點(diǎn)的Z,,即作直線Yzz7/CA,使得YZ二Y’B。(2図點(diǎn)取定之後,如何在AB上找一個類似A點(diǎn)的點(diǎn)A,呢?做法:/(1)A,點(diǎn)取定之後,四邊形BYZA與BY'ZW厶是相似的圖形,女口何由才點(diǎn)在去求Z點(diǎn)呢?做法:(練習(xí)4)給定一個三角形的三個高h(yuǎn)a,燈,求作此三角形。已知:未知條件:做法:(A)輔助圖形模式:模式的敘述:設(shè)法
8、發(fā)現(xiàn)圖形的一部份或與之密切相關(guān)的某個圖形'它是能否做出欲求的圖形的一塊踏腳石。我們應(yīng)該注意尋找那些容易從所求的圖形中分出來的圖形'而且應(yīng)該尋找極端情況,運(yùn)用類比法或變化已知量等等,引出輔助圖形。[例題3]做兩個已知圓的公切線。已知量:兩個相離的圓。未矢口量:兩組公切線°做法:以外公切線爲(wèi)例⑴尋找輔助問題的方H變化已知量:即變化兩圓的半徑大小。找極端的情形:有一個圓變成一點(diǎn)。(2)當(dāng)兩圓的半徑同時(shí)縮小,而有一圓縮成一個點(diǎn)時(shí),想一想這樣變化的過程中,每一條外公切線都在移動著,但是整個移動過程,它們始終都是平行的。(3)將圓外一點(diǎn)作圓的切線當(dāng)作是輔
9、助問題'根據(jù)(2)的結(jié)果,就可得出(練習(xí)5)給定一直線L,與線外兩點(diǎn)A,B,A,B兩點(diǎn)
10、司側(cè)且AB不平行L,求作與直線L相切且通過A,B的圓。已知:直線L與線外同側(cè)的兩點(diǎn)A,B未知:圓條件:此圓與直線L相切且通過A,B兩點(diǎn)。做法:(1)輔助問題:給定不共線三點(diǎn),就可決定一個圓。故我們想去尋找在L上圓的切點(diǎn)T。(2)假設(shè)圓已做成了,設(shè)P點(diǎn)爲(wèi)直線與直線AB的交點(diǎn),根據(jù)切割線定理(PT)2=PAPB,我們可藉由PT來求T點(diǎn)的位置。⑶如何求出PT呢?以上我們列出了能用以處理幾何?作圖問題的三種不同的模式。輔助圖形模式比起相似形模式來,給我們以更多的選
11、擇機(jī)會,但是他的日標(biāo)不太確定。雙軌跡模式是最簡單的一你可以首先試試看'因爲(wèi)在大多數(shù)情況下最好先從簡單的試起。但不耍把自己束縛住,要保持開闊的思路:把問題當(dāng)作是已解決