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类比推理在高中数学解题中的应用

2021-10-22 来源:九壹网
牲 解题技巧与方法 t 87 1 镪 _ 罄 龚 携瑷在高中数譬解题 书鲶庶 ◎刘立国 (山东省齐河县第一中学 251100) 数学家高斯说:“数学是锻炼思维能力的体操.”类比思 个侧面ABC,ACD,ADB两两相互垂直,则 .” 维是培养学生创造性思维能力的重要形式,具有较强的探 分析关于空间问题与平面问题的类比,通常可抓住 索和预测作用.教学中恰当地运用类比方法,不仅能突}}{问 几何要素的如下对应关系:点——线、线——面、面——体 题的本质,提高教学质量,而且有助于培养学生的创造能力 (圆——球、三角形——四面体、平行四边形——平行六面 等思维品质,提高认识问题和解决问题的能力. 体、二面角——平面角)、平面向量——空间向量等. 下面结合实例对几种常见的类比形式做一分析、比较, (二)解析几何中的类比 以便更好地把握类比思想在数学解题中的麻川. 圆锥曲线包括圆在内都是平面截圆锥所得的曲线形 数列中的类比 式,从定义、方程推导、性质到题型、方法都存在共性,通过 教学中教师要很好地挖掘知识问的联系,允分地让学 类比降低教学难度,使类比思维方法潜移默化地渗透于教 生去类比、联想和想象,激发学生的创造热情和探索欲望. 学之中. 如,和——积、差——商、算数平均数——几何平均数的类 例3 在以原点为圆心,半径为r的圆上有一点P(‰, 比等. Y。),则过此点的圆的切线方程为X0 YoY=r ,而在椭圆 例1 在等差数列{a }中,若n。。=0,则有等式。,+ a2+…+a =al+a2+…+al9( <19,n∈N+)成立,类比 a +告=1(。>b>0)中,当离心率e趋近于0时,短半轴b O 上述性质,相应地:在等比数列{b }中,若b。=1,则有等式 就趋近于长半轴a,此时椭圆就趋近于圆.类比圆的面积公 成立. 式,在椭圆中,S椭=类比过圆上一点P( 。,Y。)的 解析 由alo:0,可得a +a20一 =0,因而当n<19一n时, 2 有a1+a2+…+al9一 =al+a2+…+a +a +l+a +2+…+ 圆的切线方程,则过椭圆 +÷ :1(。>b>0)上一点P a b ( 。,Y。)的椭圆的切线方程为’而 。 … … : :0, 等式成立.同理可得n>19一n时的情形. 答案 ·0·b; · + ·Y=1. a o 类似地,在等比数列{6 }中,由b +。·b。 一 =b;=1,因 三、定义、运算中的类比 而得到答案:bl b2…一b =bl b2·…·bl7一 (n<17,n∈ 数学教育家波利亚说:“类比就是一种相似.”把两个数 N 1. 学对象进行比较,找出它们相似的地方,加以应用,这在教 证明 ①当n<8时,6l b …一b =b,b …一b b +。· 学中关于概念、性质的教学是最常用的方法. bl7 . 1 例4 设_厂( )=— ,利用课本中推导等差数列前n EⅡ:b +l·b +2‘…·bl7 =1. 2 +√2 b9=l,. .b^+I·bl7 =b;=1. 项和公式的方法,可求得/(一5)+-厂(一4)+…+,(0)+ b 6 +2…一bl7_=1. + 5)+ 6 的值为6 ②当n=8时,显然成立. 解析本题是“方法类比”.因等比数列前n项和公式 ⑧当8<n<17时, 的推导方法是倒序相加,那么经类比不难想到_厂(一5)+ bl b2。…·b17bl8b =b1 b2·。·。·b J 7厂_(一4)+…十_厂(0)+…+,(5)+_厂(6)=[八一5)+八6)]+ E口:bl8一 ·b19一 ·…·b :1. [-厂(一4)+_厂(5)]+…+[f(0)+-厂(1)].而当 + :1时,有 b9=1,.。.bl8b =b;=1. / ·)+ ( :) 而1+ 1bl9b : 一”=12q+√2 2 +√2 bl8综上可知,当等比数列{b }满足6。=1时,有b b · (2”+2 十2 )±! : ± 2一  : ,故所求答案为= ,故所求答案为6 ×,× G-:34-=√  b =bl b2…··b17(n<17,n∈N )成立. 二、几何中的类比 教师的日常教学中要根据教材特点,在传授新知识时, (一)平面到空间的类比 有意识地引导学生,通过类比与归纳得出新的知识,逐步学 例2 在平面几何中,由勾股定理:“设AABC的两边 会类比推理的方法;在进行知识复习时,经常对相关的知识 AB,AC互相垂直,则AB +AC =BC .”拓展到空间,类比平 进行类比,培养学生对相关知识进行类比的习惯;在解题 面几何的勾股定理,研究三棱锥的侧面面积与底面面积间 中,通过类比弓l导学生探求解题途径,深化对知识的理解和 的关系,可以得出的正确结论是:“设三棱锥A—BCD的三 对数学思维方法的掌握. 段学学习与研究2012.5 

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