浅谈中学数学解题方法(论文).doc

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1、 本科生毕业论文（设计）册 学院 数学与信息科学学院 专业 数学与应用数学 班级 2006级A班 学生 孔祥东 指导教师 麻常利 河北师范大学本科毕业论文（设计）任务书编号：数信学院2010届613论文（设计）题目： 浅谈中学数学解题方法 院系： 数信与信息科学学院 专业： 数学与应用数学 班级： 06A班 学生姓名： 孔祥东 学号： 2006012613 指导教师： 职称： 1、 论文（设计）研究目标及主要任务深入研究中学（特别是高中）的数学问题，探寻用更短的时间解决更多的中学数学问题，以及掌握处理大多数中学数学问题的通法通解。2、 论文（设计）的主要内容本文针对中学的几种典型的数学方法进行

2、了研究和总结，并以示范性典例和再现性典例的形式加以归纳和再现，以典型题来阐述各数学方法的精妙。3、 论文（设计）的基础条件及研究路线半年来对中学数学试题的广泛研究，尤其是北京地区高考题的研究，加之对众多教辅资料的研读与分析，结合自己的心得和体会加以研究和归纳。4、 主要参考文献1 郑毓信、肖柏荣、熊萍 数学思维与数学方法论 M. 成都：四川教育出版社2 陆书环、傅海伦 数学教学论 M. 北京：科学出版社3 张雄、李得虎 数学方法论与解题研究 M. 北京：高等教育出版社4 周房安.数学选择题解答策略J.广东教育，2006,(04).6263.5 傅钦志.高考解题中的优先策略J.高中数理化，200

3、4,(02).12.5、 计划进度阶段起止日期1思考计划，构思论文1月3日-3月5日2查阅资料，搜集内容3月5日-3月20日3整理材料，拟定初稿3月20日-4月10日4导师指导，修改论文 4月10日-4月20日5仔细审阅，论文定稿4月20日-5月10日指导教师签名： 系主任（教研室主任）签名： 年 月 日 年 月 日学院审查意见： 教学院长签名： 年 月 日河北师范大学本科生毕业论文（设计）开题报告书 数学与信息科学 学院 数学与应用数学 专业 2010 届学生姓名孔祥东论文（设计）题目浅谈中学数学解题方法指导教师麻常利专业职称数学教育所属教研室研究方向数学教育课题论证：近年来，随着国民对教育

4、的关注，中高考成为学生们竞技个人实力的舞台，数学在这个舞台上起着至关重要的作用，而数学解题方法的探讨和熟练运用则成为制胜的法宝，在现行中学教材中，数学思想贯穿于教材的各个部分，数学方法是数学思想的媒介，将试题和数学思想结合起来，几乎渗透到所有的教学过程中。运用适当的数学方法，通过正确的分类可以使复杂的问题得到清晰、完整、严密的解答。方案设计：本文针对中学的几种典型的数学方法进行了研究和总结，并以示范性典例和现性典例的形式加以归纳和再现，以典型题来阐述各数学方法的精妙。进度计划：1月3日-3月5日 思考计划，构思论文;3月5日-3月20日 查阅资料，搜集内容;3月20日-4月10日 整理材料，拟

5、定初稿;4月10日-4月20日 导师指导，修改初稿;4月20日-5月10日 仔细审阅，论文定稿。指导教师意见： 指导教师签名： 年 月 日教研室意见： 教研室主任签名： 年 月 日河北师范大学本科生毕业论文（设计）文献综述科学技术迅猛发展，特别是计算机技术的飞速发展，冲击着原来数学课程与教学模式，数学教育的目的、内容重点和教学手段等诸多方面都出现了新的变化。随着现代科学技术的迅速发展，各行各业都用到数学，数学成为公民必须的文化素养，数学教育大众化是时代的要求，国际数学课程改革正是在这样的背景上展开的。当前，世界主要教育先进国家，如美国、英国、法国、德国、日本等，都积极推动课程改革，而综观各国课

6、程发展，虽然其教育目标不尽一致，但强调通过课程的实施来培养未来社会合格公民的作法则相同。课程内容应结合学生实际生活的需要，这是近年来课程发展的另一主调。随着社会的变迁，信息爆炸及知识技术的迅速推陈出新，传统的靠背诵知识为主的教育模式已经落后，为了适应快速的变迁，人们在学校除了学得基本知识外，更需要有学以致用，将知识转化为解决各种生活挑战及工作所需的能力。正如英国哲学家怀德海认为的教育中的任务不是把死知识或无活力的知识灌输到儿童的脑子中去，而是使知识保持活力和防止知识的僵化，使儿童通过树木而见森林。譬如，面对浩瀚的信息海洋，重要的不再是知道多少信息，而是能否收集、分析、研判、整合和运用信息的能力

7、；针对数学教育，我查阅了大量实用性的资料，其中尤以郑毓信、肖柏荣、熊萍老师的数学思维与数学方法论充分体现了数学教育的根本要义。数学思想是数学教育的最终目的，数学方法是解决数学问题尤其是数学建模问题的重要手段。傅钦志老师的高考解题中的优先策略也是对数学解题方法的重要补充，阐述了很好的解决数学问题的基本方法。尽管如此，各国的教育事业都存在或多或少的问题，比如中国的师资配备均衡性，教育平等性等方面还存在很多急需解决的问题。可是，不管怎样，掌握正确的数学思想，正确的方法来解决实际问题都成为了各国数学教育的发展方向。解题路径不再单一化，标准化，这在我国的高考中体征明显。我国教育的发展表明，我们始终都注重

8、对学生基本计算能力和基本方法的培养，各学科试题更注重与生活实际相结合，解决方法的多样化，都在彰显着教育的活力。河北师范大学本科生毕业论文（设计）翻译文章 列出参阅的外文文献资料的篇目，对其中与研究课题相关的重要文献进行翻译，注明原文的出处并附原文（附在后面）（不少于2000字）。本科生毕业论文设计 浅谈中学数学解题方法 作者姓名 指导教师 所在学院 数学与信息科学学院 专业（系） 数学教育 班级（届） 06级A班 完成日期 2010 年 5 月 6 日 目 录中文摘要、关键词 （2）引言 (3)一、配方法 (3)二、换元法 (3)三、待定系数法 (3)四、定义法 (3)五、数学归纳法 (3)六

9、、参数法 (3)七、反证法 (3)参考文献（）英文摘要、关键词（）附录（）摘要：在与北京地区十余位高中毕业班学生的接触后，结合我自身的经验，我发现当我们解题时遇到一个新问题，总想用熟悉的题型去“套”，这只是满足于解出来，只有对数学方法融会贯通时，才能提出新看法、巧解法。高考试题十分重视对于数学解题方法的考查，特别是突出考查能力的试题，其解答过程都蕴含着重要的数学思想方法。我们要有意识地应用数学解题方法去分析问题解决问题，形成能力，提高数学素质，使自己具有数学头脑和眼光。数学知识是数学内容，可以用文字和符号来记录和描述，随着时间的推移，记忆力的减退，将来可能忘记。而数学思想方法则是一种数学意识，

10、只能够领会和运用，属于思维的范畴，用以对数学问题的认识、处理和解决，掌握数学解题方法，不是受用一阵子，而是受用一辈子，即使数学知识忘记了，数学方法和思想也还是对你起作用。数学基本方法是数学思想的体现，是数学的行为，具有模式化与可操作性的特征，可以选用作为解题的具体手段。数学思想是数学的灵魂，它与数学基本方法常常在学习、掌握数学知识的同时获得。可以说，“知识”是基础，“方法”是手段，“思想”是深化，提高数学素质的核心就是提高学生对数学方法和数学思想的认识和运用，数学素质的综合体现就是“能力”。为了帮助学生掌握解题的金钥匙，掌握解题的思想方法，本文浅陋介绍高考中常用的数学基本解题方法：配方法、换元

11、法、待定系数法、数学归纳法、参数法、消去法、反证法、分析与综合法、特殊与一般法、类比与归纳法、观察与实验法。在每节的内容中，先是对方法或者问题进行综合性的叙述，再以两种典例的形式出现。示范性典例进行详细的解答和分析，对方法和问题进行示范，再现性典例是一组简单的选择填空题进行方法的再现旨在检查学习的效果，起到巩固的作用。每个典例中习题的选取，又尽量综合到代数、三角、几何几个部分重要章节的数学知识。关键词:高考 解题方法 数学解题 技巧 数学思想 配方法 换元法 待定系数法 数学归纳法 参数法 消去法 反证法1、配方法配方法是对数学式子进行一种定向变形（配成“完全平方”）的技巧，通过配方找到已知和

12、未知的联系，从而化繁为简。何时配方，需要我们适当预测，并且合理运用“裂项”与“添项”、“配”与“凑”的技巧，从而完成配方。有时也将其称为“凑配法”。最常见的配方是进行恒等变形，使数学式子出现完全平方。它主要适用于：已知或者未知中含有二次方程、二次不等式、二次函数、二次代数式的讨论与求解，或者缺xy项的二次曲线的平移变换等问题。配方法使用的最基本的配方依据是二项完全平方公式(ab)a2abb，将这个公式灵活运用，可得到各种基本配方形式，如：ab(ab)2ab(ab)2ab；aabb(ab)ab(ab)3ab(a)（b）；abcabbcca(ab)(bc)(ca)abc(abc)2(abbcca)

13、(abc)2(abbcca)结合其它数学知识和性质，相应有另外的一些配方形式，如：1sin212sincos（sincos）；x(x)2(x)2 ； 等等。1.1、示范性典例：例1. 已知长方体的全面积为11，其12条棱的长度之和为24，则这个长方体的一条对角线长为_。 A. 2 B. C. 5 D. 6【分析】 先转换为数学表达式：设长方体长宽高分别为x,y,z，则 ,而欲求对角线长，将其配凑成两已知式的组合形式可得。【解】设长方体长宽高分别为x,y,z，由已知“长方体的全面积为11，其12条棱的长度之和为24”而得：。长方体所求对角线长为：5所以选B。【注】本题解答关键是在于将两个已知和一

14、个未知转换为三个数学表示式，观察和分析三个数学式，容易发现使用配方法将三个数学式进行联系，即联系了已知和未知，从而求解。这也是我们使用配方法的一种解题模式。例2. 设方程xkx2=0的两实根为p、q，若()+()7成立，求实数k的取值范围。【解】方程xkx2=0的两实根为p、q，由韦达定理得：pqk，pq2 ,()+()7， 解得k或k 。又 p、q为方程xkx2=0的两实根， k80即k2或k2综合起来，k的取值范围是：k 或者 k。【注】 关于实系数一元二次方程问题，总是先考虑根的判别式“”；已知方程有两根时，可以恰当运用韦达定理。本题由韦达定理得到pq、pq后，观察已知不等式，从其结构特

15、征联想到先通分后配方，表示成pq与pq的组合式。假如本题不对“”讨论，结果将出错，即使有些题目可能结果相同，去掉对“”的讨论，但解答是不严密、不完整的，这一点我们要尤为注意和重视。例3. 设非零复数a、b满足aabb=0，求()() 。【分析】 对已知式可以联想：变形为()()10，则 （为1的立方虚根）；或配方为(ab)ab 。则代入所求式即得。【解】由aabb=0变形得：()()10 ，设，则10，可知为1的立方虚根，所以：，1。又由aabb=0变形得：(ab)ab ，所以 ()()()()()()2 。【注】 本题通过配方，简化了所求的表达式；巧用1的立方虚根，活用的性质，计算表达式中的

16、高次幂。一系列的变换过程，有较大的灵活性，要求我们善于联想和展开。【另解】由aabb0变形得：()()10 ，解出后，化成三角形式，代入所求表达式的变形式()()后，完成后面的运算。此方法用于只是未联想到时进行解题。假如本题没有想到以上一系列变换过程时，还可由aabb0解出：ab，直接代入所求表达式，进行分式化简后，化成复数的三角形式，利用棣莫佛定理完成最后的计算。12、再现性典例：1. 在正项等比数列a中，asa+2asa+aa=25，则 aa_。2. 方程xy4kx2y5k0表示圆的充要条件是_。 A. k1 B. k1 C. kR D. k或k13. 已知sincos1，则sincos的

17、值为_。 A. 1 B. 1 C. 1或1 D. 04. 函数ylog (2x5x3)的单调递增区间是_。 A. （, B. ,+) C. (, D. ,3)5. 已知方程x+(a-2)x+a-1=0的两根x、x，则点P(x,x)在圆x+y=4上，则实数a_。【简解】 1小题：利用等比数列性质aaa，将已知等式左边后配方（aa）易求。答案是：5。 2小题：配方成圆的标准方程形式(xa)(yb)r，解r0即可，选B。 3小题：已知等式经配方成(sincos)2sincos1，求出sincos，然后求出所求式的平方值，再开方求解。选C。4小题：配方后得到对称轴，结合定义域和对数函数及复合函数的单调

18、性求解。选D。5小题：答案3。2、换元法解数学题时，把某个式子看成一个整体，用一个变量去代替它，从而使问题得到简化，这叫换元法。换元的实质是转化，关键是构造元和设元，理论依据是等量代换，目的是变换研究对象，将问题移至新对象的知识背景中去研究，从而使非标准型问题标准化、复杂问题简单化，变得容易处理。换元法又称辅助元素法、变量代换法。通过引进新的变量，可以把分散的条件联系起来，隐含的条件显露出来，或者把条件与结论联系起来。或者变为熟悉的形式，把复杂的计算和推证简化。它可以化高次为低次、化分式为整式、化无理式为有理式、化超越式为代数式，在研究方程、不等式、函数、数列、三角等问题中有广泛的应用。换元的

19、方法有：局部换元、三角换元、均值换元等。局部换元又称整体换元，是在已知或者未知中，某个代数式几次出现，而用一个字母来代替它从而简化问题，当然有时候要通过变形才能发现。例如解不等式：4220，先变形为设2t（t0），而变为熟悉的一元二次不等式求解和指数方程的问题。三角换元，应用于去根号，或者变换为三角形式易求时，主要利用已知代数式中与三角知识中有某点联系进行换元。如求函数y的值域时，易发现x0,1，设xsin ，0,，问题变成了熟悉的求三角函数值域。为什么会想到如此设，其中主要应该是发现值域的联系，又有去根号的需要。如变量x、y适合条件xyr（r0）时，则可作三角代换xrcos、yrsin化为三

20、角问题。均值换元，如遇到xyS形式时，设xt，yt等等。我们使用换元法时，要遵循有利于运算、有利于标准化的原则，换元后要注重新变量范围的选取，一定要使新变量范围对应于原变量的取值范围，不能缩小也不能扩大。如上几例中的t0和0,。2.1、示范性典例：例1. 实数x、y满足4x5xy4y5 （ 式） ，设Sxy，求的值。（全国高中数学联赛题）【分析】 由Sxy联想到cossin1,于是进行三角换元，设代入式求S和S的值。【解】设代入式得： 4S5Ssincos5 解得 S ； -1sin21 385sin213 此种解法后面求S最大值和最小值，还可由sin2的有界性而求，即解不等式：|1。这种方法

21、是求函数值域时经常用到的“有界法”。【另解】 由Sxy，设xt，yt，t， 则xy代入式得：4S5=5， 移项平方整理得 100t+39S160S1000 。 39S160S1000 解得：S 【注】 此题第一种解法属于“三角换元法”，主要是利用已知条件Sxy与三角公式cossin1的联系而联想和发现用三角换元，将代数问题转化为三角函数值域问题。第二种解法属于“均值换元法”，主要是由等式Sxy而按照均值换元的思路，设xt、yt，减少了元的个数，问题且容易求解。另外，还用到了求值域的几种方法：有界法、不等式性质法、分离参数法。和“均值换元法”类似，我们还有一种换元法，即在题中有两个变量x、y时，

22、可以设xab，yab，这称为“和差换元法”，换元后有可能简化代数式。本题设xab，yab，代入式整理得3a13b5 ，求得a0,，所以S(ab)(ab)2(ab)a,，再求的值。例2 ABC的三个内角A、B、C满足：AC2B，求cos的值。（96年全国理）【分析】 由已知“AC2B”和“三角形内角和等于180”的性质，可得 ；由“AC120”进行均值换元，则设 ，再代入可求cos即cos。【解】由ABC中已知AC2B，可得 ,由AC120，设，代入已知等式得：2,解得：cos， 即：cos。【另解】由AC2B，得AC120，B60。所以2，设m，m ，所以cosA，cosC，两式分别相加、相减

23、得：cosAcosC2coscoscos，cosAcosC2sinsinsin，即：sin，代入sincos1整理得：3m16m120,解出m6，代入cos。【注】 本题两种解法由“AC120”、“2”分别进行均值换元，随后结合三角形角的关系与三角公式进行运算，除由已知想到均值换元外，还要求对三角公式的运用相当熟练。假如未想到进行均值换元，也可由三角运算直接解出：由AC2B，得AC120，B60。所以2，即cosAcosC2cosAcosC，和积互化得：2coscoscos(A+C)cos(A-C)，即coscos(A-C)(2cos1)，整理得：4cos2cos30,解得：cos y , ,

24、 x例3. 设a0，求f(x)2a(sinxcosx)sinxcosx2a的最大值和最小值。【解】 设sinxcosxt，则t-,，由(sinxcosx)12sinxcosx得：sinxcosx f(x)g(t)(t2a) （a0），t-,t-时，取最小值：2a2a当2a时，t，取最大值：2a2a ；当00恒成立，求a的取值范围。（87年全国理）【分析】不等式中log、 log、log三项有何联系？进行对数式的有关变形后不难发现，再实施换元法。【解】 设logt，则loglog3log3log3t，log2log2t，代入后原不等式简化为（3t）x2tx2t0，它对一切实数x恒成立，所以：，解

25、得 t0即log001，解得0a0恒成立，求k的范围。【分析】由已知条件1，可以发现它与ab1有相似之处，于是实施三角换元。【解】由1，设cos，sin，即： 代入不等式xyk0得：3cos4sink0，即k3cos4sin5sin(+) 所以k0 k 平面区域本题另一种解题思路是使用数形结合法的思想方法：在平面直角坐标系，不等式axbyc0 (a0)所表示的区域为直线axbyc0所分平面成两部分中含x轴正方向的一部分。此题不等式恒成立问题化为图形问题：椭圆上的点始终位于平面上xyk0的区域。即当直线xyk0在与椭圆下部相切的切线之下时。当直线与椭圆相切时，方程组有相等的一组实数解，消元后由0

26、可求得k3,所以k1），则f(x)的值域是_。3.已知数列a中，a1，aaaa，则数列通项a_。4.设实数x、y满足x2xy10，则xy的取值范围是_。5.方程3的解是_。6.不等式log(21) log(22)2的解集是_。【简解】1小题：设sinx+cosxt,，则yt，对称轴t1，当t，y；2小题：设x1t (t1)，则f(t)log-(t-1)4，所以值域为(,log4；3小题：已知变形为1,设b，则b1,b1(n1)(-1)n，所以a；4小题：设xyk，则x2kx10, 4k40,所以k1或k1；5小题：设3y，则3y2y10,解得y，所以x1；6小题：设log(21)y，则y(y1

27、)2，解得2y0，7x0，x0。设V(15aax)(7bbx)x (a0,b0） 要使用均值不等式，则解得：a， b ， x3 。 从而V()(x)x()27576。所以当x3时，矩形盒子的容积最大，最大容积是576cm。【注】均值不等式应用时要注意等号成立的条件，当条件不满足时要凑配系数，可以用“待定系数法”求。本题解答中也可以令V(15aax)(7x)bx 或 (15x)(7aax)bx，再由使用均值不等式的最佳条件而列出方程组，求出三项该进行凑配的系数，本题也体现了“凑配法”和“函数思想”。3.2、再现性典例：1. 设f(x)m，f(x)的反函数f(x)nx5，那么m、n的值依次为_。A. , 2 B. ， 2 C. , 2 D. ，22. 二次不等式axbx20的解集是(,)，则ab的值是_。A. 10 B. 10 C. 14 D. 143. 在(1x)（1x）的展开式中，x的系数是_。A. 297 B.252 C. 297 D. 2074. 函数yabcos3x (b0)的最大值为，最小值为，则y4as