应用矛盾对立统一的观点 论文.docx

应用矛盾对立统一的观点解题*9教学中充满矛盾也充满了对立统一的关系.数学问起解趋很好的处理了特殊性和 一般性之间的关系，正面与反面之间关系数与形蚱换的美系等，常版达到事半功倍之 效，印运用矛盾对立统一的现点解超。关健词数学问建解决 矛盾对立统一对立统一规律是函数的三大规律之一，是啡物辩证法的根本规律，又称对立面的 统和斗争的规律.它揭示了普遍陕系的根本内容和事物发展的内在动力，揭示了事物 发展的动力和源泉，揭示了事物和联系的本质，它揭示出自然界, 人类社会和人类思 维等领域的任何事物都包含着内在的矛盾性，事物内部矛盾推动事物发展.任何事物都 存在对立面和统面，他们相互斗争，相互依存，在定条件下相互转化.这在数学中 俯拾皆是.本文研究运用数学中的矛盾转换，如对立与统一，正面与反面，正向思维 与逆向思维，特殊与一般，数与形等的转换，正数与负数、常量与变量等对立统一等 概念的教学,寻求解题思路和方法：分析、综合、归纳、演绎、概括、抽象、类比、化 归、分类等数学思想方法的应用，一次又一次地证实了事物是普遍联系、对立统一、 运动变化的。一、对立与统一的转换例 1 已知“+c = 0, 3RiiE(- + -) + ZH- + -) + <(- + -) + 3 = 0 b c C a a b解；(< + 3 +仅,+ L)+ c4 + 3以字母形式为生，而3是数，为了 “调和”字 b c c a a b母与数的矛盾，用2”、“ £”各替代一个“1”，就和谐/° a b ca(- + -) + £>(-+) + c(- + -) + 3 b c c a a bLa,1、bxcbca cababcJ 1 L , J IkJI 1、b c a c b a a b c-(a+ b+ c) (-+- + -) a h c=O例 2 设 64SinA + 8COSB + tanC = O, cos'B4SinA tanC = O 求证：tanC = 61sinA 证明：若 SinA-O,则 tanC=O,且 64SinA=O,从而 IanC-64SinA：若SinAH0,用什么方法来证？显然，直接由条件化结论不容易。但由条件cos?B4sinA tanC = O的形态，考虑64SinA + 8cosB + tanC = O能否化成二次方程？ 可以。因为64 = 8：,所以64SinA + 8cosB + tanC = O即是这样一个以8为主元的二 次方程：sin 8? + CosB 8 + tanC = 0。由8是实数，且这个二次方程的判别式 = cos-4sin IanC = O,知这个方程有两个相等的实数根8,从而8x8 = 64 =处C, SinA即有 tanC = 64sinA总之，若 64SinA + 8cosB + tanC = O. COSirB4SinA tanC = 0,则 tanC = 64SinA。从例I与例2可以看到，集中精力解决主要矛盾是一种解趣策略。二、特殊与一般的转换例3如下左图，在半圆的直径AB上取一点C,分别以AC、BC为直径作半圆，过C作CD_LAB交大的半圆于D,设CD的长为h,则阴账部分的面积为()解t C为AB上点，应包括AB的中点(即大的半圆的圆心)这特殊点，而IL 由题意，一般情况与特殊情况下，阴影部分面积的表达式是不变的，变的只是表达式 中参数h的长短。如上右图所示。当C为AB中点时，阴影部分的面积是 Lt-21A2=-2所以在一般情况下阴影部分的面积也是儿 故选及 22 244例4比较V60与2 + 6的大小解无法直接计霓大小：倘若将两与2 + :叵分别立方，又变得更为耳杂，怎么 办呢？考虑到6O = V4×(8 + 7), 2 + 7 =唬+阴，既然要比较。与2 +中的大小, 不如索性一般化地比较4(+ y)与小必 <x> y>0)的大小。事实上，V¼v + yj 2 Vx+47。可以这样来证明：设" = F>0, v = fy >0,则 R&x + y)' =4(“' + V'), (Vx+Vy)? =( + v)而IV4Cr+ .V)P -(Vx7)j = 40/ +vj)-(m + v)j3(m, + V3 -mv(w+v) = 3(w + v) (w - V)2 >0.当且仅当 Xw 时,等号成 立.令*=8, y=7,即得V4(8 + 7)>我+ 5,也就是胸2 + ".特殊与般是对立的，也是统的，从例3与例4可以看到，“退中求进”与“先 进后退”利用的恰好就是特殊与一般的对立统一思想。三、正面与反面的转换例5若a、b、C为互不相等的正数，则a+ 2Z> + c = O , hx2 + 2cx + = 0.c +20r + , = 0这三个方程不能同时有等根.证明：假设这三个方程同时有等根，那么就同时有-4.C = 0, 4-4M = 0, 42¼c = 0,将此三式两边分别相加并除以2,得(-hy +(Z>-e)' +(c-a)' =0,所以a=Z>=c,这与已知a、b、C为互不相等的正 数矛盾，所以“三个方程同时有等根”的假设是错误的，正碑的结论是“三个方程不 能同时有等根工例6判断命题”设a、£是方程a+u + c = 0的两根，若a+尸与a?均为整 数，则a与尸均为整数”是否正确.解：肯定一个结论要做严格的证明，而否定一个结论只须举出一个反例。这里，设a = 2 + J5 /? = 2-V3 则a + " = 4, a= °显然a、P是方程 /-4x+l=0的两根，且a+6与a?均为整数，但a与夕均不是整数，故原命题是错误的。由例5与例6可以看到，当从正面着手考虑很难找到解题突破口时，尝试从侧面 或反而去考虑问即往往总能得到好的思路，这种数学解题策略叫做正难则反，四、正向思雉与逆向思雉的转换逆向思维也是辩证思维的一种重要形式.利用逆向思维方法可以解决诸如下面例 7、例8之类看似很难的问题。例7已知不等式/ 一t-b<O的解为2<x<3,求不等式Z-x-l<O的解。不等式一"一/,<0的解为纥当上弛<x<丝斗士竺,乂为2<x<3, 所以<；+叽2,而"+ &；+必=3,解之得日石、加6,而不等式尿2-a-l<O 的解，即不等式6-5x-l<O的解为<x<6例 8 已知x+y = u + v, xz + y2 =r +v:,求证：x'+ y'=“'+ / (S为实数)证明：构造一元二次方程-(“ + -» + ” = 0,构造的目的是为了让其根确好是X 和人事实上，验证并不难。假如X和是所构造的二次方程的根，则 X2 -(m + v)+mv = O , y2 -(u + v)y+ uv = O ,将两个方程左右两边分别相加,得 X2 + y* -(« + v + y) + 2uV =().再将己知中的 + y = + % j + V = ： + / 代入, 即得m2+v2-(m + v)(u + v) + 2uv = O ,所以X和y确实是一元二次方程 /2-(“ + » +”V = O的两个根，从而x=, y=v,或者%=h y” 在这两种情况下都有 x'+y' =lt+v' (S 为实数)。五、数与形的转换例9在半圆。中，力如是直径，。是半圆上任一点，CDkAB,圆。'与半圆切于 点M与、.，出切于点M 求证：AC=AK证明：证明线段相等常用的方法是，视这两条线段为两个全等三角形的对应边， 但在这里此路难通。考虑再三，通过计算进行证明是个好主意。设半圆的半径为R*圆。的半径为, AD= a,则OP = a + r - R, O'P= r, O'O= R- r.在直角三知形加9'中，OP + O'P= Od 即-(, - r) : + / = (A, - r)即/ + 2ar - 2aR + a: = 0.解得r = -。+ ZaR(已舍去负值)，所以P =D + D, = - + 2? = % ：在直角：角形ACB >|<,Ql取由射影定理得Aei=A8AO=2R,有AC =、伤加，从而照=/仍。例 10 求证 4X2 +« + !(c-x)2 +b: yj( + bf +c2证明：仅用初中代数方法，儿乎不能解决这个问题，但能否请几何来帮忙 呢？如右图，作一条线段/厉=a于相上取一点M设/V= X,则必=C - X。 又作线段"*1 .，你 且使“1 = a:作线段 BDLAB,且使 BD = b,则 FM = JTW , MD = J(C-X)?+从.当 F、M 三点共 线时，网"初最小，延长四到6使然心 则倒D=J( + )尸+cL 这时，BhMD-FD, 其他情况下都FM+g>FD,合起来就是FM+N6H),所以GTp' +而二赤72 y( + b)i +c2 o上面的例9,用代数运算助几何证明，例10则是构造图形助代数运算。“用数助 形”与“以形助数”合起来叫做“数形结合二从例9与例10可以看到“数形结合千 般好，形数分开万般难六、已知与未知的转化例IL已知x、y. Z满足方程组3x+7y+z=3l.54x+10y=42-z. 求 x+y+z 的值.解：把Z看作己知数，解关Fr, y的方程组3x+7y=31.5-z 得 x=IO.5-l.5z 4x+IOy+ z =42 y=O.5z.x+y+z= (10.51.5z) +0.5z+z = 10.5在这个问腮中，从表面上是无从下手的，不妨把其中的一个未知数看做己知的去 表示另外的未知数，再代入求值，从而把题目简单化。例 12.求满足 52 I2xy+8k -4x+4y+l=0 的实数 X 和 y.解：把y看作已知数，则原方程可化为关于X的一元二次方程：5x2 4 (3y+l ) x+(8yz +4y+l)=0：x、y是实数 =16 (3y+l) -20(8y2 +4y+1)=-4 (2y-l) j0.-4 (2y-l ) 2=0,.y=2l 把 y=2l代入得x=l.在这个问题中，把y看做已知的，再利用方程中根的判别式求值代入。同样也可 以把X看做己知的。从例Il与例12可看出在解题是可以适当转换思想，把题目中未知的量看作是已 知的，更加的便于解题。七、常量与变融的转换在运用函数与方程的思想解题时，如果是一个多元函数或方程,这时,我们应设定个或两个主元，即自变量,而视其它为次元,即常量：,然后再考虑如何解决问题。化归 思想是中学数学最基本的思想方法之一。如下面的例题就是讲解常域与变增之间的转 换。例13.已知关T x的方程xi-Px2 -2Px+P, -l =0有且只有一个实数根，求实数P的 取值范围.解：把X看作常量，原方程可化为关于P的元二次方程：P7 - (x2+2x) P+(X,-1)=O解得 P=X-L 或 P=x、x+1Ax=P+1,或x2+x+lP=OY原方程有且只有一个实数根，.方程X2 +X+-P=O没有实数根由 A = H 4 (I-P) <0,得 PV4/3例14 .已知a、b、C都是实数，且满足a+b+c=O, abc I求证：I a I + I b I + I c I >3.证明：由已知条件可知，a、b、C三个数中只能是一个正数和两个负数，由对称性，不 妨设 a>0, b>0, c>0,于"是 I a I + I b I + I c I =abc=2a由b+c=-a. bc=al b、C是关于x的方程x2 +ax+al=0的两个实数根.-a4>0 及 a>()得 a>34>3827=23. I a I + I b I + I c I >3.例15.已知K为实数.求关于X的方程(K，+l) X?+Kx-1=0的最大实数根和最小实 数根.解：原方程可化为关于K的一元二次方程x2K2+xK+(x2-I)=()显然XWo,又K是实数，=x2 -4x2(x2 -l)=x2(5-4x2)>0 解得 0x25 (x0).最大实数根为25,最小实数根为0八、相等与不等的转换数学离不开相等和不等。从其意义来说,这是两个既统一乂对立的概念,没有相等 就无所谓不等,没有不等也无所谓相等。它们之间有若内在的、本质的、密切的联系, 在某种条件卜.可以相互转化。这种转化贯穿着数学基本方法,从而使我们能用整体观点 去看待中学数学问题,并进而提高综合解题效率。如下例题：例16.求满足(2+2x+3> "+l)=2的实数X和y.解：Vx2+2x+3= (x+l) 1+2>2, y2 + ll,(x3 +2x+3) (y3+l) 2.等号当且仅当K+2x+3=2, y2 + l = l时成立即(x+l) ? =0,尸=(), x = -1, y=0.例17.求满足不等式M+5b2+5c? <4ab+4bc+2c的整数a、b、C的值.解：.原不等式两边都是整数，原不等式等价-户 a2 +5b2 +5c2 +1 4ab+4bc+2c移项、配方得(a-2b)2+(b-2c)2+(c-D, WO.又.(a-2b)2 +(b2c)2+(c-1)2 NO.：.(a-2b)2÷(b-2c)+(c-1)* =0,解得 a=4. b=2. c= I.初中课程设计体例的设置需要改变难、繁、偏旧的现状，进一步满足学生.发展的 需要,翻开初中教材，不难看出其中所溢出的学术理性主义课程观念，一幅幅远离学 生生活和现实的模式化的图景，缺乏生活意义的课程体例迫使不家务事在课程运作中 被动学习，学生没有真实生活的愉快体效，这种体例充斥若单调、枯燥、乏味甚至无 聊的机械重复练习，更没有生活的激性，丧失对未来生活的愧憬.众所周知，中国学 生通过这种体例的学习，基本知识，基本技能、解题技巧等方面可能具有很强的优势、 但中国学生的实践能力，创造力不强，缺乏情感体验，自尊、自信不足，为了适应科 技的飞速发展，参与世界各国的政治经济竞争，必须彻底改变这种落后体例，才能J 正地提高教育质量。在初中数学课程体例安排上要注意创设，工动情景，现代教学论指 出，教学过程中是师生交往，枳极互动，共同发展的过程，通过对话与交往，建造一 种人道的，和谐的、民主的，平等的师生关系，教学不是教师教，学生学的机械相加, 而是彼此形成的个共同体。初中数学课程设计应贯彻新的教育理念，引导学生不断 创设问题情境，激励学生带着自己的知识、经验、思考、灵感、兴致参与课堂活动， 使其成为课堂教学不可分割的一部分，否则只能死记硬背。教册的职贵不仅在于引导 学生认识和积累事实，更重要的是使学生有总结、归纳、推理等方法的学习和运用的 机会，这就需要创设互动情景，只有这样才能调动学生的主动性、积极性，使学生具 有充分的动力，主动学习，善于学习，才能真正提高教育质量。总而言之，设计一个好的课程内容，更有利于提高不同U次学生的成绩，从而提 尚学生的素质，一切设计为了学生，为了学生的一切而设计，设计为了学生的一切，弁考文献J钱双平.教学解题方法论M.云雨：云南科技出版社出版社，2004.2李淑文.中学中学教学概论概.北京：中央广播电视大学出版社，2003.华卫红.试论如何将镌育寓于数学教育M.江西:教育学院学如19971九年义务教育全日制初级中学*数学教学大纲讥人民教育出版社