论初中数学解题教学中逆向思维的应用

期刊: 环球科学 DOI: PDF下载

王强强

甘肃省天水市清水县第四中学 741407

摘要

学生的解题能力是学习数学应具备的基本数学能力之一,如何提高学生的解题能力,一直以来都是教师探究重点,而逆向思维顾名思义指的是引导学生从反方向进行思考的一种思维路径,是一种可以相对灵活地进行解题的思维与方法,培养学生的解题逆向思维,必然有助于提高学生的数学解题水平和思维水平。本文即对此进行综合分析,结合个人教学经验来谈一谈在初中数学解题中逆向思维的应用,希望能够提供一定参考价值。


关键词

初中数学;解题能力;逆向思维;应用方法

正文


引言:

新时代教育强调教师应当将教学重点放在对学生解题思维的培养上,要向学生详细分析解题思路、解题技巧,来培养学生灵活的解题思维,而不能让学生通过题海战术里获得固化的解题经验,杜绝机械性、重复性习题。逆向思维解题就是其中之一,很多习题在正向思维推理是比较困难,但是运用逆向思维推理则可以很轻巧地解答。

一、学生解题逆向思维培养的重要价值

(一)有利于提升学生的解题能力

在解题教学中,教师向学生传输逆向思维,最直观的表现就是能够提升学生的习题解答能力,学生的解题思路更透彻,可以从逆向角度进行推演,也可进行反推验算等,都是学生数学应用与解题能力提升的表现。学生解题能力的提高,也将持续提升他们的学习自信心,促使他们深度融入到数学学习中[1]

(二)有利于拓展学生的思维能力

培养学生解题逆向思维,除了增加学生的解题能力之外,还有利于拓展学生的思维能力,学生对问题的剖析角度也将更加多样,能够从问题的对立面去进行反推,即能够从条件正向推理到结果,也能够从结果推演过程,让学生可以从逆向的思维路径去研究一个数学问题。逆向思维是一种打破常规的思维能力,是一种创新型的思维过程,这将大大拓展学生的思维能力,让学生终身受益[2]

(三)有利于加深学生的数学认识

数学知识模型虽然是抽象的,是一个个数学符号,但是数学知识模型却是存在本质内涵与特征的,是有标准的,是有规律的,初中数学教学就是为了促使学生更好的理解数学抽象,梳理知识模型结构而在习题解答教学中,虽然习题千变万化,一些习题看似非常难解,但习题演练的目的并不是为了为难学生,而是锻炼学生对数学知识模型的认识以及对数字的敏感,因而,一些情况下,充分利用逆向思维进行解题,能够促使学生加强对数学知识模型的认识[3]

二、初中数学解题教学中逆向思维的应用

(一)逆向应用公式定理进行解答

案例1:计算的结果

分析:观察此题的类型,和分式的减法法则很相似 =,因此,可以逆向运用公式定理,对题干中的信息进行分解简化,再进行简便运算。

解答:

=1++++……++

=

=

(二)逆向思维进行代数求值

案例2:已知x-y=2,=1,求x2y-xy2的值

分析:一般而言,从根据题干中关于x、y两个变量的两个关系式,联立进行消元计算即可求出x与y的值,但本题计算起来会比较困难,不妨采用逆向解题思路,先对x2y-xy2进行初步分解,观察其是否有简便计算方法,如有,则运用简便计算即可,如无,则返回进行正向计算。

解答:x2y-xy2=xy(x-y)

已知x-y=2,只需求得xy的值即可

 =1,对其去分母, =  xy=y-x=xy

∴xy=y-x=-(x-y)=-2

∴x2y-xy2=xy(x-y)=-22=-4

案例3:已知m-n=1,求m2-2n-n2=?

分析:与案例2同理,出现m、n两个变量的一个关系式,则可将其中一个变量用另一个变量来表示,正向推理带入到习题解答中即可,但是也可用逆行思维来进行解答,观察到结尾式子,发现它与平方差公式的基本形式非常相像,因此可以想尝试对结尾m2-2n-n2的式子进行分解、观察,观察其是否有简便的计算方法,如有则进行简便计算,如无则返回进行正向计算。

解答:m2-2n-n2=(m+n)(m-n)-2n

m-n=1

m+n)(m-n)-2n=(m+n)-2n=m-n=1

(三)逆向思维进行幂运算

案例4:已:2a=3,3b=2,求的值等于多少?

解析:运用逆向思维进行幂运算,和上述案例2与案例3代数求值的本质都是一样的,都需要从结尾的式子来入手,而不是一开始就从条件进行解析。并且相较于代数运算,幂运算更需要的正向直接计算难度非常大,更需要巧妙运用逆行思维进行解答才行。在解答时,对本题结尾的式子先进行分解,再去寻找未知或需求的项,再根据条件进行验算。

解答: =  =

2a=3

∴(2ab=2ab=3b=2

∴ab=1

 =  =  =1

案例5:已知2a=5,2b=10,2c=80,求2019a-4039b+2020c的值是多少?

解析:当得知题干中出现2a=5,2b=10,2c=80,它们的底数都是2,即为同底数幂运算,幂运算法则为:同底数幂相乘,底数不变,指数相加;同底数幂相除,底数不变,指数相加,可便于得到a、b、c之间的关系式。明确了这一概念之后,再从结尾的算式入手,发现2019、4039、2020这是三个数字有明确的关系,因此可以尝试着对结尾2019a-4039b+2020c式子进行拆解后观察是否可简便运算。

解答:2019a-4039b+2020c

=2019a-2019b-2020b+2020c

=2019(a-b)+2020(c-b)

∵2a÷2b=2a-b=5÷10=0.5=2-1

∴a-b=-1

同理∵2c÷2b=2c-b=80÷10=8=23

∴=c-b=3

∴2019a-4039b+2020c=2019(a-b)+2020(c-b)

=2019×-1+2020×3=4041

(四)逆向思维解答几何问题

案例6:如下图1所示,已知AB与EC平行,长方形底为10厘米,高为8厘米,那么求阴影部分面积是多少?

 

3.

解析:运用逆向思维进行推演,从结尾去推导条件。即OBC和OAE“好似”有一定关系,如果OBC和OAE面积一样,则阴影面积为长方形面积的一半。要求证OBC和OAE一样,可通过梯形蝴蝶定理(任意一个梯形的两条对角线把梯形分成四个三角形,左右三角形和上下三角形面积相等)来证明。首先要明确四边形AECB为梯形即可。按照这一逆向的思维路径,再从正向展开推理即可。

解答:AB与EC平行

四边形AECB为梯形

∵梯形AECB中,AC和BE为对角线

∴根据梯形蝴蝶定理可得SOBC=SOAE

∴SEBC=SEOC+SBOC=SEOC+SOAE=SAEC

∴SAEC=10×8÷2=40cm2

逆向思维进行换元计算

案例7:证明不等式+7<8

解析:对本式子来说,即可假设原不等式+7<8,即+7-80,对此进行计算或证明即可。同时观察到原式子非常繁杂,但都是以为基底的变形,那么就考虑围绕进行换元,只需要证明换元后的不等式成立,即可证得原不等式成立。

解答:设a,则原不等式转化为a2+7<8a

    假设不等式+7<8成立,则a2+7-8a<0

    因式分解得到(a-1)(a-7)0

1<a<7时,征得+7<8成立

而必然存在1<7,所以+7<8成立

(六)逆向思维进行反向证明

案例8:已知a+b+c=1,a2 +b2+c21,求证a、b、c至少有一个是负数。

解析:对于证明题或者求解题,正向证明或求解不顺利,则可运用逆向思维,运用反证法,对某一个因素作为变量进行分析,假设它与事例中的状态相反,再去顺着便于计算的方向去进行求解或证明,如果求解不出或求解与原条件不符,或证明所需条件与原条件发生矛盾,则可证明假设出错[4]。对本题来说,可先假设方程a、b、c不存在有一个是负数,再一步步去进行拆解运算,最后判断或证明即可。

解答:假设:a、b、c不存在有一个是负数

a、b、c≥0

a+b+c=1

∴(a+b+c)2=1

a+b+c)2=a2 +b2+c2+2ab+2ac+2bc=1

∵假设a、b、c≥0,则必然存在2ab+2ac+2bc≥0

∴必然存在a2 +b2+c2≤1

与题干中a2 +b2+c21矛盾

∴a、b、c至少有一个是负数

、结束语

通过逆向思维,可以助力学生站在另一个角度去观察和理解数学模型,从而对数学概念产生更加深刻和全面的认识,将大大提升学生的解题能力,同时培养学生的思维能力,意义重大。

参考文献

[1]薛艳.打破定势不走寻常路——例谈“逆向思维”在初中数学解题教学中的应用[J].读写算,2023,(33):36-37+91.

[2]郑健煌.初中数学解题教学中逆向思维的应用探讨[J].数理天地(初中版),2023,(01):57-59.

[3]谢欣宇.探讨初中数学解题中逆向思维的应用[J].理科考试研究,2022,29(12):11-13.

[4]梁玲.初中数学解题中逆向思维的应用[J].数理天地(初中版),2022,(16):51-52.


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