数学中特殊化思想的含义(数学中特殊的数)
导语:数学思维“化归思想”之:特殊的“数”让问题简化
化归是转化和归结的意思,是数学学习中比较常用的思想方法。正是有了化归思想,许多复杂的、间接的数学问题才得以迎刃而解。
化归的根本原则就是“简单化”,这也是数学的魅力之一。
化归方法规贯穿整个学习过程,化归方法又很多种,其中最常用的是“一般化为特殊”。因为最早的数学发现,都是从“特殊”开始的,然后一步步演绎发展。
所谓特殊,就是存在明显的规律,容易找到现成的方法加以解决。按照前面我们讲过的逻辑思维的同一律原则,从一般到特殊,必须遵循等价变换的原则。
在小初中阶段,数学学习中有哪些“特殊”呢?这些“特殊”,包括数、形和图。今天就专讲特殊的数,前面在数感培养中已经有所提及:
(1)0:
两个相等的数相减,差为0; 如在判断两个数的大小时,可以对两个数求差。
0乘以任何数,乘积都为0。
任何数的零次方为1。
(2)1:
任何数乘以或者除以1,积或商仍为原数。
任何非零数除以自己,商为1。
1的n次乘方为1。
两个乘积为1的数互为倒数。
(3)10, 100等:
因为是十进制,与这些数相关的运算会非常简单。由此引出凑整法,通过凑整,可以让计算简化。如:
99+364=99+1+364-1
364X99=364X(100-1)
364X101=364X(100+1)
(4)其他如5、25、125:
5X2=10
25X4=100
125X8=1000
(5)在几何学习中,也要留意一些特殊的数:
30,45,60,90,120,135,180
这些是一些特殊的角度,背后隐含着一系列公式和定律。如,在几何证明题中,遇到30度角,应该很自然的想到,在直角三角形中,30度角的对边长度是斜边的一半。遇到60度角,可以设法构造等边三角形。等等。
进一步演绎,15、22.5这些角度也具有一定的特殊性,将这些角通过一定方式可以构建出30、45等特殊角度,或者在直角中扣减两个角的方式,构造出60、45等特殊角度。
(6)一个经典例题:
在正方形ABCD中,∠PAD和∠PDA分别为15°,求证:△PBC为正三角形。
分析与提示:
还是先从寻找“特殊”开始。先观察这个题目中有哪些特殊:由正方形ABCD,可以联想到四个角均为90°,边长相等。∠PDA为15°,则可以在∠CDA中构造出60°的角。
如下图所示,将PD沿D点旋转60°至GD,连接PG、CG,则△PDG为正三角形,∠GDC为15°,△APD与△CGD全等,∠GCD为15°,∠CGD为150°,∠PGC为150°,△PGC与△DGC全等,PC=DC,同理PB=AB。
又因为四边形为正方形,则PB=PC=BC,△PBC为正三角形。
化归思想在数学的发展中发挥了重要的作用,也将贯穿孩子们的数学学习过程。掌握了化归思想,许多的知识探索就会迎刃而解。学习化归思想,先从特殊的数开始吧!
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