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逆向思维的实质是:由果索因,知本求源;其表现形式则是多样的,它是一种典型的发散型思维。加强逆向思维能力的训练,可使学生更牢固地掌握基础知识和技能,更可开拓学生的视野,提高灵活应变能力。本文仅就一元二次方程的教学,谈谈培养学生逆向思维能力的几点做法。
一、注意方程根的定义的逆用
数学中的定义都具有可逆性。在教学中应根据教学内容适时进行逆用定义的训练。
例1 2m2-3m-7=0,7n2+3n-2=0 ,m、n为实数,且mn≠1,求m+1/n的值。
分析:此题可用求根公式求出m、n,然后再计算m+1/n,可得结果,但计算繁琐。若注意方程本身系数的特点,逆用根的定义,可知m、1/n是方程2x2-3x-7=0的两根,再用根与系数的关系便很自然的得出结果。
解:∵7n2+3n-2=0,∴n≠0,∴2(1/n)2-3(1/n)-7=0。
又∵2m2-3m-7=0,且mn≠1,
∴m、1/n是方程2x2-3x-7=0的两根,
∴m+1/n=3/2。
二、加强根的判别式和根与系数关系的逆用
根的判别式、根与系数关系其逆命题也成立,学生一般能够理解。但很多学生只习惯于顺向运用,而不习惯逆向运用,在教学中注意加强逆用的分析与指导,才能牢固掌握知识,并灵活运用它们解决问题。
例2 若(z-x)2-4(x-y)(y-z)=0,求證:x+z=2y。
分析:此题除用常规解法外,可引导学生根据已知等式的特征,逆用判别式来解。
解:若x-y=0,则x=y=z,显然x+z=2y。
若x-y≠0,则由已知并逆用一元二次方程根的判别式可以得到:以(x-y)、(z-x)、(y-z)为系数的一元二次方程(x-y) t2+(z-x)t+ (y-z)=0有等根。
又∵(x-y)+ (z-x)+ (y-z)=0
∴两根t1=t2=1,故t1t2=(y-z)/(x-y)=1
∴x+z=2y。
例3 若实数m、n、l满足m-n=8,mn+l2+16=0,求证:m+n+l=0。
分析::此题可利用恒等式的变形证得结果。此外根据已知等式的特征还可逆用根与系数的关系证得结果。
证明:由已知得m+(-n)=8,m·(-n)=16+ l2
∴m、-n为一元二次方程t2-8t+16+ l2=0的两根。
∵m、-n为实数。
∴△=64-4(l2+16)=-4 l2≥0
∴l=0,从而△=0
∴方程有相等的实根,即m=-n.
又l=0,∴m+n+l=0。
三、重视解题思路的逆向分析
有些问题若从正面直接考虑不易达到目的,这时可引导学生转向考察其问题的反面,从而使之解决,这对培养学生的逆向思维能力也不失为一种好途径。
例4 设三个方程x2+4mx+4m2+2m+3=0,x2+(2m+1)x+m2=0,(m-1)x2+2mx+m-1=0中至少有一个方程有实根,求m的取值范围。
分析:由已知“至少有一个方程有实根”的情况逐一列出有七种情形,逐一讨论就很复杂,不妨逆向考虑,从“三个方程都无实根”入手,就简单易行了。
解:若三个方程都无实根,则
△1=(4m)2-4(4m2+2m+3)=-8m-12<0
△2=(2m+1)2-4m2=4m+1<0
△3=(2m)2-4(m-1)(m-1)=8m-4<0
得-3/2 从而符合条件的m的取值范围是m≤-3/2或m≥-1/4。
四、灵活运用问题的逆向叙述
教学中还可以采用逆向叙述问题的手段来改变问题的形式,培养学生逆向思维的能力。
例如:解方程2x2+7x+3=0,我们就可以很轻松地解得两根为x1=-1/2,x2=-3。若将此问题变换成:已知一元二次方程的两个根为x1=-1/2,x2=-3,求作这个一元二次方程。此问题的实际上就是解方程2x2+7x+3=0这一问题的逆向叙述,它掺杂了逆向思维的成份,增加了灵活度,比原题更有新意。
总之,思维的可逆能力是思维灵活性的一种表现,这可结合数学的对称关系、运算的正逆关系、数式的正逆变形、数学公式和数学方法的正逆运用,适时渗透。平时应注意积极调整学生思考问题时心理过程的方向,有意识有目的地进行逆向思维的训练,形成学生迅速地自由地从正向思维转向逆向思维的习惯,培养思维的可逆能力,对启迪思路,发展学生的思维品质的灵活性是大有裨益的。当然,逆向思维能力的形成,首先是以扎实而丰富的基础知识和基本技能为前提,即只有具备大量的知识信息,才能从事物的不同方面和不同方向上考虑问题。其次,必须量力而行,遵守学生可接受的原则,因为大量的逆向问题考虑起来要比顺向问题困难得多。
一、注意方程根的定义的逆用
数学中的定义都具有可逆性。在教学中应根据教学内容适时进行逆用定义的训练。
例1 2m2-3m-7=0,7n2+3n-2=0 ,m、n为实数,且mn≠1,求m+1/n的值。
分析:此题可用求根公式求出m、n,然后再计算m+1/n,可得结果,但计算繁琐。若注意方程本身系数的特点,逆用根的定义,可知m、1/n是方程2x2-3x-7=0的两根,再用根与系数的关系便很自然的得出结果。
解:∵7n2+3n-2=0,∴n≠0,∴2(1/n)2-3(1/n)-7=0。
又∵2m2-3m-7=0,且mn≠1,
∴m、1/n是方程2x2-3x-7=0的两根,
∴m+1/n=3/2。
二、加强根的判别式和根与系数关系的逆用
根的判别式、根与系数关系其逆命题也成立,学生一般能够理解。但很多学生只习惯于顺向运用,而不习惯逆向运用,在教学中注意加强逆用的分析与指导,才能牢固掌握知识,并灵活运用它们解决问题。
例2 若(z-x)2-4(x-y)(y-z)=0,求證:x+z=2y。
分析:此题除用常规解法外,可引导学生根据已知等式的特征,逆用判别式来解。
解:若x-y=0,则x=y=z,显然x+z=2y。
若x-y≠0,则由已知并逆用一元二次方程根的判别式可以得到:以(x-y)、(z-x)、(y-z)为系数的一元二次方程(x-y) t2+(z-x)t+ (y-z)=0有等根。
又∵(x-y)+ (z-x)+ (y-z)=0
∴两根t1=t2=1,故t1t2=(y-z)/(x-y)=1
∴x+z=2y。
例3 若实数m、n、l满足m-n=8,mn+l2+16=0,求证:m+n+l=0。
分析::此题可利用恒等式的变形证得结果。此外根据已知等式的特征还可逆用根与系数的关系证得结果。
证明:由已知得m+(-n)=8,m·(-n)=16+ l2
∴m、-n为一元二次方程t2-8t+16+ l2=0的两根。
∵m、-n为实数。
∴△=64-4(l2+16)=-4 l2≥0
∴l=0,从而△=0
∴方程有相等的实根,即m=-n.
又l=0,∴m+n+l=0。
三、重视解题思路的逆向分析
有些问题若从正面直接考虑不易达到目的,这时可引导学生转向考察其问题的反面,从而使之解决,这对培养学生的逆向思维能力也不失为一种好途径。
例4 设三个方程x2+4mx+4m2+2m+3=0,x2+(2m+1)x+m2=0,(m-1)x2+2mx+m-1=0中至少有一个方程有实根,求m的取值范围。
分析:由已知“至少有一个方程有实根”的情况逐一列出有七种情形,逐一讨论就很复杂,不妨逆向考虑,从“三个方程都无实根”入手,就简单易行了。
解:若三个方程都无实根,则
△1=(4m)2-4(4m2+2m+3)=-8m-12<0
△2=(2m+1)2-4m2=4m+1<0
△3=(2m)2-4(m-1)(m-1)=8m-4<0
得-3/2
四、灵活运用问题的逆向叙述
教学中还可以采用逆向叙述问题的手段来改变问题的形式,培养学生逆向思维的能力。
例如:解方程2x2+7x+3=0,我们就可以很轻松地解得两根为x1=-1/2,x2=-3。若将此问题变换成:已知一元二次方程的两个根为x1=-1/2,x2=-3,求作这个一元二次方程。此问题的实际上就是解方程2x2+7x+3=0这一问题的逆向叙述,它掺杂了逆向思维的成份,增加了灵活度,比原题更有新意。
总之,思维的可逆能力是思维灵活性的一种表现,这可结合数学的对称关系、运算的正逆关系、数式的正逆变形、数学公式和数学方法的正逆运用,适时渗透。平时应注意积极调整学生思考问题时心理过程的方向,有意识有目的地进行逆向思维的训练,形成学生迅速地自由地从正向思维转向逆向思维的习惯,培养思维的可逆能力,对启迪思路,发展学生的思维品质的灵活性是大有裨益的。当然,逆向思维能力的形成,首先是以扎实而丰富的基础知识和基本技能为前提,即只有具备大量的知识信息,才能从事物的不同方面和不同方向上考虑问题。其次,必须量力而行,遵守学生可接受的原则,因为大量的逆向问题考虑起来要比顺向问题困难得多。