逆推法在高中数学中的应用

来源 :数理化学习·高一二版 | 被引量 : 0次 | 上传用户:MKLIN
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  逆推法是数学应用中不可缺少的解决问题的方法之一.在数学解题和应用中经常使用,逆推思想也是一种重要的数学思想,在解答一些数学问题中运用此思想可以更加容易的解决,同时也能锻炼学生的思维能力,开拓学生的视野,提高学生的数学解题技能,使繁琐无章的数学问题能清晰的一步步解决.在高中数学中尤为重要,通过逆推思想可以让结果推测出原因,浅显易懂的把题目中要求的隐藏信息找出来,并把题目中条件和所求问题联系起来,使问题变得易于求解.
  一、逆推法在高中数学的实际应用
  在高中数学中数学逆推法是一种解题的重要思想,尤其可以应用于高中数学的各种问题.逆推法可以解决各种数学问题.如,(1)各种不等式的证明:如代数不等式,三角函数不等式,均值不等式等.(2)等式的证明:如,关于自然数N的各种恒等式等.(3)几何问题:如,空间几何证明,平面解析中直线的求和问题以及其他证明问题等.高中数学中许多定理都有它自己的逆命题,但逆命题不一定成立,但经过证明后成立即为逆定理.逆命题是寻找新定理的重要途径.在立体几何中,许多的性质与判定都有逆定理.如,等腰三角形的三线合一定理和逆定理的应用,直线与空间平面平行的性质与判定,直线与直线的垂直性质和判定方法.平行四边形的内角的性质与判定等.我们应该注意条件与结论有什么联系,加深对性质和定理的理解和应用,不能小觑了逆定理的教学应用对学生思维能力提高,它对锻炼思维是非常有好处的.
  例1已知,在平行四边形ABCD中的AD和CD边上取F、E两点,且有AE=CF,AE与CF相交于O点,连接OB.求证:OB平分∠AOC.
  分析:我们知道角平分线定理,角平分线上的点到这个角两边距离相等.根据问题要证明OB平分∠AOC,首先要用角平分线定理的逆定理来分析,就是到一个角两边的距离相等这个点在此角的平分线上.所以只要证到OB上有一点到∠AOC两边的距离相等,那么问题就解决了.
  证明:连结BE、BF,作BH⊥AE, BG⊥FC,H,G为垂足, 因△ABE、△BCF与平行四边形ABCD 具有同底同高的关系, 所以S△ABE=12S平行四边形ABCD,S△BCF= 12S平行四边形ABCD,
  所以S△ABE= S△BCF,即12AE·BH=12CF·BG.
  又因为AE=FC,所以BH=BG.
  根据角平分线定理的逆推定理可以知到:点B在∠AOC的平分线上 所以OB平分∠AOC.
  例2若化简|1-x|-|x-4|的结果为2x-5,求x的取值范围.
  分析:原式=|1-x|-|x-4|,依题意得,要转化成:x-1-(4-x)=2x-5 我们应该从绝对值的反方向考来思考,逆推出它的条件:1-x≤0,且x-4≤0,所以x的取值范围是:1≤x≤4.
  例3关于x、y的二元一次方程(m+2)x+(m-3)y+m+12=0.
  证明:无论m是什么实数,这些方程都只有一公共解,并且求其公共解.
  证明:把m看作未知数,把x、y看作已知数,重新整理得: (x+y+1)m +(2x-3y+12)=0.
  要使不论m为何实数时原方程都有一公共解,则应有
  x+y+1=0,2x-3y+12=0.
  解得: x=-3,y=2 当x=-3,y=2时,原方程为:-3(m+2)+2(m-3)+ m+12=0 即:当x=-3,y=2时,原方程(m+2)x+(m-3)y+m+12=0恒成立.
  所以,不论m为何实数时,这些方程都有一公共解, x=-3 y=2.
  二、逆推法解题的优点
  对于数学解题而言,众所皆知,并非所有题目的解题方法是唯一的,选择哪种方法更加方便完整要看题目的要求.在一些问题中选择逆推法解题比用其他方法会更加简单明了,让人一目了然.这就是使用逆推法解题的优点之一,这种方法特别之处,的确可以激发学生的学生兴趣和开发学生思维能力.总而言之,是否选择逆推法,需要题目的具体要求,不过逆推法思想仍是有优越之处.由于数学是研究现实世界空间形式和数量关系的科学.直接把内容写出来,让学生去死记硬背记忆.这种形式有时需要,有时却很不好,不利于培养学生思维能力的. 从“逆向”思维角度去认识概念原理,去探索一下概念所含有的所有性质及隐含问题,这样能够更好的加深对概念的理解. 例如,我们高中学习的“映射”的概念,老师可以引导学生思考:设f:B→C是集合B到集合C的映射.那么集合B、C中的元素对应情况将怎么样?通过老师的教学指导,学生可以更快更容易的得出结论,就是:集合B中的元素不会有多余了,而且其中每一个元素在C中只有一个对象;集合C中的元素可能有剩余.也就是说C中的元素有的可能没有原象;对应的形式可能是“多对一”,也可能是“一对多”等.例如,在我们学完“等差数列”的概念之后,我们还要反过来思考一下,如果一个数列是等差数列,据定义,可知这个等差数列会有很多特点,如,首项加末项等于二倍中间项.认识概念初步掌握后,就能够更好的根据课本基础知识解决一些例题和实际问题.然而这时大多数学人都会认为自己已经掌握和了解了全部内容.其实这时对于问题的理解是远远不够的,远没有达到随心所欲的程度,更谈不上能够发展了.老师就应该引导学生从各种不同的路径,用多种方法去思考解决问题,如用逆向思维方法可以讨论问题,这样会收到意想不到的效果.
  三、逆推法在未来的发展
  逆向思维也是可以随时用上的,例如数学结论或题目,都可以反过来思考,这样往往有利于理解掌握数学知识.学生总想着试图用正向思维来解决问题.但是,有很多数学问题用正向思维却很难完成.但是如果能改变一下自己的思维方式,用逆向推理思维去想,则有可能使问题更容易得以解决,甚至还可以得出一些特殊的解决方案,由此可见,逆向思维的用处之大.如今社会更需要的是创新,和独特思维的人.通过以上的叙述和例题的分析,可以看出数学逆推法是解决数学问题的重要途径.因为高中是数学学习的重大转折点,所以高中数学中逆推法可以让学生更懂得思考的重要性,更加能够锻炼学生的思维能力.在实际解题中,逆推法也有着广泛的应用,它可以因果相接,可以更快更准确的解决问题.所以逆推法是学生在学习数学中的重要思想,在数学的学习过程中有着不可或缺的地位.
  [江苏省黄桥中学 (225400)]
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