所谓的转化策略,就是在解题过程中,不断改变解题方向,从不同的角度、不同的侧面去探讨问题的解法,寻找最佳方法。在转化过程中应遵循三个基本原则:熟悉化原则即将陌生的问题转化为熟悉的问题;简单化原则即将复杂的问题转化为简单的问题;直观化原则即将抽象问题转化为具体问题。 转化策略在初中数学解题中有广泛的应用,特别是某些关于方程的问题,适当的运用转化策略对开拓学生思维、提高学生学习数学的兴趣有很大的帮助,现举一些实例略作说明。 一、 未知与已知的转化 已知与未知是相对的,在一定条件下,未知的可以看成已知,已知的可以视为未知,这种看法上的转化,往往可以帮助我们迅速找出解题方向。 例1:求一元二次方程10x-12xy+5y-4x-6y+13=0的所有实数解。 分析:原方程中的x、y都是未知数,一个方程含有两个未知数是不易求解的,但若将y看成已知数,则所给方程便转化为关于x的二次方程,求解也就是很容易的事了。 解:将原方程化为关于x的二次方程10x-4(3y+1)x+5y-6y+13=0,因为x为实数,所以 △ =16(3y+1)-4×10×(5y-6y+13)≥0,即(y-3)≤0,所以y=3。把y=3代入原方程,得x=2。故原方程的解是x=2, y=3。 —1— 注:原方程虽可配方为(x-2)+(y-3)+(3x-2y)=0,用非负数的性质去解,但配方的过程有一定难度,比较复杂。 二、 主元与辅元的转化 主元与辅元是人为的,当确定某一元素为主元时,则其他元素就是辅元。 例2:已知关于x的方程x-ax-2ax+a-1=0有且仅有一个实根,求实数a的范围。 分析:显然,题目中x是主元,a为辅元,但方程中x的最高次数是3,求根稍有难度。注意到a的最高次数是2,可将a视为主元,这样一来原方程就转化为关于a的二次方程,求解便显得简单了。 解:把原方程化为以a为主元的二次方程得:a-(x+2x)a+x-1=0,解得a=x-1或a=x+x+1,所以x=a+1或x+x+1-a=0。因为原方程有唯一实数根,显然这个根就是a+1,方程x+x+1-a=0无实根(否则与题设矛盾)。所以 △ =1-4(1-a)<0, 即a< 三、 高次与低次的转化 一般地,解高次方程(不等式),都要设法将未知数的次数降低,以达到便于求解的目的。 例3:解方程2(x-6x+1)+5(x-6x+1)(x+1)+2(x+1)=0 分析:这是一个高次方程,直接展开求解无疑是复杂的。若采取换元法,则可把高次转化为低次。 解:因x+1≠0,则原方程可化为2( )+5( )+2=0 设y= ,则原方程转化为2y+5y+2=0,所以 y=—2,y=— —2— 当y= -2时,即 = -2时,得x =x =1;当y = - 时,即 =- 时,得x =2+ ,x =2- 。 注:因为x +1≠0,所以上述变形是同解变形,故求出的四个根都是原方程的解。 四、 常数(量)与变数(量)的转化 常数(量)与变数(量)是一对矛盾,但在一定条件下也可以相互攀比。因此,有些问题的处理不妨视变数(量)为常数(量),视常数(量)为变数(量),以达到易于求解的目的。 例4:解方程 x + x +(2 —1)x +3— =0 分析:这里x的最高次数是3,直接解这样一个一元三次方程是比较困难的。考虑到方程中的有关系数(如 且 3 = ( ) ),可以改变角度,把变数x看作常数,而将常数3、 看成变数,则原方程可化为 ( ) +(x —2x—1) + x — x =0 此方程是以 为“未知数”的一个二次方程,容易求得 = = , 方程x + x + =0 无实根,故 =1 —x ,即x = 1— 五、 正面与反面的转化 所谓“正面”求解就是直接从条件入手,进行“强攻”,但有时可能会相当棘手。这时候可以采取迂回曲折的方法,即所谓“反面”求解,它是一种间接的解题方法。(注意:反面求解法不一定是反证法。) 例5:若方程x + x+ m = 0 与 x - (m-1)x + = 0中至少有一个方程有实数根,求m的取值范围。 —3— 分析:本题若从正面着手,则可能要分三种情况讨论。如果从反面思考,即两个方程都没有实根,则 △ =1- 4m<0,且△ = m - 2m <0 求得 <m<2,而m为实数,故其反面为 m ≤ 或 m≥2 ,所以当m ≤ 或m ≥2时 至少有一个方程有实数根。 初中数学关于方程题的转化策略涉及的内容是多方面的,本文仅列举了数种情况。在教学中,只要我们注意教学生掌握“转化”策略,并且善于将问题进行转化,学生的解题能力和学习的兴趣一定会大有提高。 —4— |