关于分析法与综合法的教学指导探究

作者: 刘艳鲜

关于分析法与综合法的教学指导探究0

[摘  要] 分析法与综合法在数学解题中的应用极为广泛,掌握方法思路,以及背后的思维过程十分关键,也是教学重点. 研究者采用思维导图解读分析法与综合法,并结合实例开展应用探究,提出相应的教学建议.

[关键词] 分析法;综合法;思维;应用

方法解读

数学问题的解法众多,分析法和综合法是其中使用频次较高的方法,在不等式、方程、圆锥曲线等问题解决中有着广泛的应用. 合理使用有助于深度解析条件,从而高效构建解题策略. 在实际教学中,需要指导学生掌握分析法和综合法的构建思路.

1. 思维讲解

建议教学中呈现如图1所示的思维导图,其中内环为分析法的解析过程,外环为综合法的解析过程.

从整体视角来看,分析法的解析过程为“执果索因”,即从待验证的结论出发,逐步逆向探索其成立的条件,直至回溯到已知条件、定理及定义. 如图1所示,内环先假设结论成立或正确,随后逐步探索其成立的条件,将问题层层转化,最终构建起与已知(或条件)的紧密联系.

综合法的解析过程为“由因导果”,即“由原因来推导结果”,证明命题正确. 如图1所示,外环从已知(或条件)出发,结合定义和定理逐级推导,直至得到最终结论.

2. 特点讲解

在解题时,分析法与综合法既可独立施展,亦可相辅相成,共同构建知识框架. 对应的思想方法独具特色,教学中需着重引导学生深入理解,并明确以下三大要点.

(1)方法上互相依存、相互补充:使用综合法遇到思维障碍时,可采用分析法进行逆向分析和探究.

(2)过程中互相交替、相互转化:解析问题时可以相互切换分析法与综合法,辅助构建解题思路.

(3)结论在反向推导的过程中得以验证,即解题过程中的“条件”与“结论”,均可借助分析法与综合法进行有效的验证.

在教学中,建议将分析法作为解题探究的起始点,以此明确解题的切入点,随后采用综合法来构建和完善解题过程.

应用探究

分析法与综合法是解题的两大利器,教学中需引导学生灵活运用,掌握构建思路. 在“应用探究”阶段,建议采用分阶段、多角度的探究方式.

1. 多解探究

多解探究,即针对同一问题探究多种解法,指导学生分别运用分析法和综合法来解析问题. 教学中注意突出这两种方法的特点,并引导学生深入体会与领悟.

例1 已知a>0,b>0,且a+b=1,求证:

a+

b+

≥.

思路分析 证明不等式成立的方法众多,总体上可归纳为综合法与分析法两种. 分析法从结论出发,通过转化,探索其成立的条件;综合法则从已知条件出发,通过逻辑推理得出结论.

证法1(综合法) 利用综合法证明不等式成立,即采用正向顺推的策略,结合题目给定的条件,探索

a+

·

b+

的取值范围. 过程如下:先打开

a+

b+

的括号,得

a+

·

b+

=ab+++;然后拆解,得ab+++=ab++++;最后利用均值不等式得ab++++≥2+2+=. 证毕.

证法2(分析法) 利用分析法证明不等式成立,即采用反向逆推的策略,等价转化不等式

a+

b+

≥,构建与已知条件之间的关系. 过程如下:证明原不等式成立,即证明(a2+1)(b2+1)≥ab成立,即证明4(ab)2+4(a2+b2)-25ab+4≥0成立. 已知a+b=1,则a2+b2=(a+b)2-2ab=1-2ab. 将其代入上式,可得4(ab)2+4(1-2ab)-25ab+4≥0,即证明4(ab)2-33ab+8≥0成立. 解此不等式,可知需证明ab≤或ab≥8,而ab≥8显然不成立,故需证明ab≤. 已知a>0,b>0,且a+b=1≥2,可得ab≤. 因此,原不等式成立.

评析 综合法与分析法各具特色:综合法以其直观性便于表达,而分析法则擅长于深入剖析,促进思考. 两者在切入角度与推导逻辑上存在显著的差异. 在教学时,建议引领学生深入挖掘题设条件与问题之间的内在联系,并鼓励他们采用熟悉的解题策略进行推理. 在多解探究中,尤其要重视引导学生对比不同解法,进而总结各个解法的特点与优势.

2. 分层探究

综合性问题通常以分层设问的方式呈现,即设计多个子问题,需要逐一解析与探究. 在此过程中,灵活运用分析法或综合法可以有效达成目标. 具体而言,就是针对问题的各个小问,使用分析法或综合法来构建解析思路. 在教学中,教师应引导学生密切关注题设条件,并根据问题的具体情形灵活选用合适的方法.

例2 设函数f(x)=aexlnx+,曲线y=f(x)在点(1,f(1))处的切线为y=e(x-1)+2.

(1)试求a和b的值;

(2)证明:f(x)>1.

思路分析 本题是涉及函数、导数与不等式的综合性问题. 题设两问,第(1)问求的是参数的值,采用综合法来解答相对简单一些. 第(2)问以函数为背景构建不等式,其特点是条件复杂,而需要证明的结论却相对简明,建议采用分析法求解.

过程引导 (1)采用综合法求解参数的值.

函数f(x)的定义域为(0,+∞),对应的导函数f′(x)=aexlnx+-ex-1. 根据题意可得f(1)=2,f′(1)=e,求得a=1,b=2.

(2)采用分析法证明不等式.

由(1)问可知f(x)=exlnx+. 因此,证明f(x)>1,即证明exlnx+>1①. 将①式两边同时除以ex-1,即证明elnx+>②. 观察②式的结构,鉴于其含有3个完全不同的项,于是尝试将其转化为同一类别的表达形式.

当x>0时,ex>x+1,用x-1代替x,可得ex-1>x,即<. 因此,证明elnx+>,即证明elnx+≥0.

令g(x)=elnx+,则对应的导函数g′(x)=-=. 令g′(x)=0,可得x=. 分析可知:当x∈

0,

时,g′(x)<0,则g(x)在区间

0,

上单调递减;当x∈

,+∞

时,g′(x)>0,则g(x)在区间

,+∞

上单调递增. 因此,g(x)=g

=0,即elnx+≥0. 所以,原不等式成立.

评析 对于综合性问题,可采用分析法和综合法来分层破解. 第(1)问采用综合法进行解析,依据题目给定的条件逐步推导出参数的值. 而第(2)问则运用分析法进行剖析,通过等价转化,将不等式成立的问题转化为函数的最值问题,利用函数的性质完成证明.

3. 综合运用

分析法和综合法不仅可以独立使用,对于综合性极强的复杂问题,还可以将这两种方法结合起来运用,即使用分析法探寻解答思路,运用综合法构建解答过程.

例3 已知函数f(x)=log(x+2),a,b,c是两两不相等的正数,且a,b,c成等比数列,试判断f(a)+f(c)与2f(b)的大小关系,并证明结论.

思路分析 本题是一道分析题,涉及函数、等比数列等相关知识,求解时可采用“猜想—证明”的策略:先举特例猜想结论,再运用分析法给出求解思路,最后利用综合法构建证明过程.

过程引导 分两步求解:先举特例猜想结论,再分析证明猜想.

第一步,举特例猜想结论.

取a=1,b=2,c=4,则f(a)+f(c)=f(1)+f(4)=log23+log26=log218,2f(b)=2log24=log216. 由于log218>log216,故猜测f(a)+f(c)>2f(b).

第二步,分析证明猜想.

证明f(a)+f(c)>2f(b),即证明log(a+2)+log(c+2)>2log(b+2),即证明log[(a+2)(c+2)]>log(b+2)2,即证明(a+2)(c+2)>(b+2)2.

分析可知(a+2)(c+2)>(b+2)2,函数f(x)=logx为增函数,所以log[(a+2)(c+2)]>log(b+2)2,即log(a+2)+log(c+2)>2log(b+2),故f(a)+f(c)>2f(b).

评析 上述问题的解析过程总体上遵循了“猜想—验证”的逻辑框架,而在具体实施上,则是对分析法与综合法的综合运用. 教学中需引导学生精准把握分析法与综合法综合运用的核心思路,实现问题的巧妙转化,并深入探究其背后的条件,从而顺利解决问题.

教学反思

分析法与综合法是数学常用的解析方法,在解题时既可以单独使用,也可以综合使用. 下面结合教学实践提出几点教学建议.

1. 构建思维导图,直观辨析讲解

分析法与综合法是数学常用的解析方法,从字面上难以直观理解其含义,教学中建议构建思维导图,直观辨析讲解,使学生充分理解分析法的“执果索因”,以及综合法的“由因导果”. 在构建思维导图时,注意把握已知条件、推导条件,以及最终结论之间的关系,并结合实例来串联构建,充分讲解.

2. 实例应用讲解,全面呈现过程

研究分析法与综合法的应用是教学重点,需紧密围绕其三大应用策略,以构建解题框架. 具体而言,在“多解探究”环节,针对同一问题,引导学生分别采用分析法和综合法来探寻解答路径;在“分层探究”环节,针对同一问题,引导学生运用这两种方法逐一攻克各个小问题;而在“综合运用”环节,则引导学生巧妙平衡分析法与综合法的运用,探索创新解题思路,从而构建起完整而高效的解题流程.

3. 注意思路引导,培养数学思维

数学解题教学,应将重点放在思路方法的引导上,侧重于培养学生的数学思维. 关于数学思维的培养,建议从以下三个方面进行:首先,从思维角度深入剖析方法的运用过程,并进行详尽的解读与辨析;其次,紧密结合解题实践,引导学生进行方法运用的思维探索,适时设问以激发其思考潜能;最后,从思想层面切入,开展深入的教学反思,引导学生领悟方法背后所蕴含的数学思想.

写在最后

关于分析法与综合法的应用教学,建议结合思维导图,引导学生深刻理解方法的内涵,并通过实例应用,进一步指导学生构建清晰的解题思路,提升学生的思维能力.