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(1) 證明當(dāng)n取第一個(gè)值n0時(shí),命題成立;
(2) 假設(shè)當(dāng)n=k (k∈N*, k≥n0)時(shí),命題成立,證明當(dāng)n=k+1時(shí)命題也成立;
(3) 根據(jù)(1)、 (2),當(dāng)n≥n0且n∈N*時(shí),命題成立.
我們在應(yīng)用過程中要注意以下幾點(diǎn).
一、 要注意步驟(1)的完整性
例1 證明:1+12+122+…+12n≤12+n (n∈N*).
錯(cuò)解
步驟(1):當(dāng)n=1時(shí),左邊=右邊=32,不等式成立.
剖析
步驟(1)是不完整的,它只是說明了“=”成立的情形,沒有說明“<”成立的情形.
正解
步驟(1):當(dāng)n=1時(shí),左邊=右邊=32;當(dāng)n=2時(shí),左邊=74<右邊=52,不等式成立.
二、 要注意步驟(2)中假設(shè)n=k時(shí)命題成立后,下一個(gè)n的取值有可能不是k+1
例2 n為奇數(shù)時(shí),求證:xn+yn能被x+y整除.
錯(cuò)解
步驟(2):假設(shè)n=k時(shí)命題成立,進(jìn)而求證n=k+1時(shí)命題成立.
剖析
錯(cuò)誤原因在于形成了思維定勢,沒有看清楚題設(shè)條件.
正解
步驟(2):假設(shè)n=k命題成立時(shí),進(jìn)而求證n=k+2時(shí)命題成立.
當(dāng)n=k+2時(shí),xk+2+yk+2=x2(xk+yk)-x2yk+yk+2=x2(xk+yk)-yk(x2-y2),又因?yàn)楫?dāng)n=k時(shí)命題成立,即xk+yk能被x+y整除,同時(shí)x2-y2也能被x+y整除,故當(dāng)n=k+2時(shí),xk+2+yk+2能被x+y整除.
三、 要注意步驟(2)中n=k與n=k+1時(shí)結(jié)論的差異與聯(lián)系
例3 求證:1n+1+1n+2+…+13n+1>1.
錯(cuò)解
(2)假設(shè)n=k時(shí)命題成立,即1k+1+1k+2+…+13k+1>1,則當(dāng)n=k+1時(shí),1k+2+1k+3+…+13k+1+13(k+1)+1>1+13(k+1)>1,不等式也成立.
剖析
上述證明中,對(duì)于從k到k+1的跨度,只加了一項(xiàng),是錯(cuò)誤的.因?yàn)榉帜甘窍嗯R的自然數(shù),故應(yīng)加上三項(xiàng)13k+2+13(k+1)+13(k+1)+1.
正解
(2)假設(shè)n=k時(shí)命題成立,即1k+1+1k+2+…+13k+1>1,則當(dāng)n=k+1時(shí),1k+2+1k+3+…+13k+1+13k+2+13(k+1)+13(k+1)+1=1k+2+1k+3+…+13k+1+13k+2+13(k+1)+13(k+1)+1-1k+1>1+13k+2+13k+4-23(k+1)=1+6k+69k2+18k+8-6(k+1)32(k+1)2=1+6k+69k2+18k+8-6(k+1)9k2+18k+9>1,不等式也成立.
四、 要注意步驟(2)中必須應(yīng)用歸納假設(shè)
例4 已知數(shù)列8×112×32, 8×232×52, 8×352×72, …, 8n(2n-1)2(2n+1)2, …,其前n項(xiàng)和為Sn,計(jì)算得S1=89, S2=2425, S3=4849, S4=8081,試推測出Sn的公式,并用數(shù)學(xué)歸納法證明.
錯(cuò)解
由已知猜測Sn=(2n+1)2-1(2n+1)2 (n∈N*).
步驟(2):因?yàn)閍n=8n(2n-1)2(2n+1)2=1(2n-1)2-1(2n+1)2,所以Sk+1=1-132+133-152+…+1(2k+1)2-1(2k+3)2=1-1(2k+3)2=(2k+3)2-1(2k+3)2.
剖析
雖然這樣也說明了當(dāng)n=k+1時(shí),等式成立,但這種方法已經(jīng)不是數(shù)學(xué)歸納法了,因?yàn)樵谄溥^程中沒有應(yīng)用歸納假設(shè).
正解
步驟(2):Sk+1=1-132+133-152+…+1(2k+1)2-1(2k+3)2=(2k+1)2-1(2k+1)2+1(2k+1)2-1(2k+3)2=(2k+3)2-1(2k+3)2.
運(yùn)用數(shù)學(xué)歸納法證題時(shí),以上三個(gè)步驟缺一不可.步驟(1)是正確的奠基步驟,稱之為歸納基礎(chǔ);步驟(2)反映了無限遞推關(guān)系,即命題的正確性具有傳遞性.若只有步驟(1)而無步驟(2),則只是證明了命題在特殊情況下的正確性,是不完全歸納法;若只有步驟(2)而無步驟(1),那么假設(shè)當(dāng)n=k (k∈N*, k≥n0)時(shí)命題成立,就是沒有根據(jù)的,缺少了遞推的基礎(chǔ),也無法進(jìn)行遞推.
關(guān)鍵詞: 數(shù)學(xué)歸納法 證明探索性問題 證明等式與不等式
數(shù)學(xué)歸納法是一種數(shù)學(xué)證明方法,典型地用于確定一個(gè)表達(dá)式在所有自然數(shù)范圍內(nèi)是成立的,或者用于確定一個(gè)其他的形式在一個(gè)無窮序列是成立的。這個(gè)方法的原理在于第一步證明起始值在表達(dá)式中是成立的,然后證明一個(gè)值到下一個(gè)值的證明過程是有效的。如果這兩步都被證明了,那么任何一個(gè)值的證明都可以被包含在重復(fù)不斷進(jìn)行的過程中。
最早使用數(shù)學(xué)歸納法的證明出現(xiàn)于Francesco maurolico的Arithmeticorum libriduo。Maurolico證明了前n個(gè)奇數(shù)的總和是n,由此揭開了數(shù)學(xué)歸納法之謎。
常見的數(shù)學(xué)歸納法主要有以下幾種:
(一)第一數(shù)學(xué)歸納法
(二)第二數(shù)學(xué)歸納法
(三)倒推歸納法
(四)螺旋式歸納法
其中,在中學(xué)最常見和簡單的數(shù)學(xué)歸納法證明方法是第一種,證明當(dāng)n屬于所有自然數(shù)時(shí)一個(gè)表達(dá)式成立,或者用于確定一個(gè)其他的形式在一個(gè)無窮序列是成立的,應(yīng)用廣泛。在最近幾年的高考試卷中尤其明顯。下面我們就通過幾道例題來具體看一下。
一、用數(shù)學(xué)歸納法證明與正整數(shù)有關(guān)的探索性問題
1.探索函數(shù)解析式
例1:已知y=f(x)滿足f(n-1)=f(n)-lga(n≥2,n∈N)且f(1)=-lga,是否存在實(shí)數(shù)α、β,使f(n)=(αn+βn-1)lga對(duì)任何n∈N都成立,證明你的結(jié)論.
解:f(n)=f(n-1)+lga,令n=2,則f(2)=f(1)+f(a)=-lga+lga=0.
又f(1)=-lga,
α+β=02β+4α=1,α=β=-.
f(n)=(n-n-1)lga.
用歸納法證明:
(1)當(dāng)n=2時(shí),顯然成立.
(2)假設(shè)n=k時(shí)成立,即f(k)=(k-k-1)lga,
則n=k+1時(shí),
f(k+1)=f(k)+lga=f(k)+klga
=(k-k-1+k)lga
=[(k+1)-(k+1)-1]lga
當(dāng)n=k+1時(shí),等式成立.
綜合(1)(2)可知,存在實(shí)數(shù)α、β且α=,β=-,使f(n)=(αn+βn-1)lga對(duì)任意n都成立.
評(píng)析:該題是探索性問題.它通過觀察歸納猜想證明這一完整的步驟去探索和發(fā)現(xiàn)問題,并證明所得出的結(jié)論是正確性的,這是非常重要的一種思維能力.
2.探索數(shù)列的通項(xiàng)公式
例2:設(shè)正整數(shù)數(shù)列{a}滿足:a=4,且對(duì)于任何n∈N,有
2+<<2+.
(Ⅰ)求a,a;
(Ⅱ)求數(shù)列{a}的通項(xiàng)a.
解:(Ⅰ)由已知不等式得:
2+<n(n+1)(+)<2+①
當(dāng)n=1時(shí),由①得:
2+<2(+)<2+,
即2+<+<2+,
解得<a<.
a為正整數(shù),a=1.
當(dāng)n=2時(shí),由①得:
2+<6(+)<2+,
解得8<a<10.
a為正整數(shù),a=9.
a=1,a=9.
(Ⅱ)由a=1,a=4,a=9,猜想:a=n.
下面用數(shù)學(xué)歸納法證明:
(1)當(dāng)n=1,2時(shí),由(1)知a=n均成立;
(2)假設(shè)n=k(k≥2)成立,則a=k,則n=k+1時(shí),
由①得:
2+<k(k+1)(+)<2+?圯<a<?圯(k+1)-<a<(k+1)+.
k≥2時(shí),(k-k+1)-(k+1)=k(k-2)≥0,
∈(0,1].
k-1≥1,∈(0,1].
又a∈N,(k+1)≤a≤(k+1).
故a=(k+1),即當(dāng)n=k+1時(shí),a=n成立.
綜上,由(1),(2)知,對(duì)任意n∈N,a=n.
評(píng)析:本題是探索型題,“先猜想、后證明”,對(duì)學(xué)生的思維能力有較高要求;運(yùn)用數(shù)學(xué)歸納法的關(guān)鍵是“由當(dāng)n=k時(shí)成立,如何過渡與轉(zhuǎn)換為當(dāng)n=k+1時(shí)也成立.”運(yùn)用數(shù)學(xué)歸納法證明,形成“觀察―歸納―猜想―證明”的思維模式是解決本題的關(guān)鍵。
二、用數(shù)學(xué)歸納法證明不等式
例3:已知函數(shù)f(x)=x-sinx,數(shù)列{a}滿足:0<a<1,a=f(a),n=1,2,3,….
證明:0<a<a<1.
證明:用數(shù)學(xué)歸納法證明:
0<a<1,n=1,2,3,….
①當(dāng)n=1時(shí),0<a<1,當(dāng)n=1時(shí),0<a<1;
②假設(shè)當(dāng)n=k(k≥1)時(shí),結(jié)論成立,即0<a<1.
當(dāng)0<x<1時(shí),f′(x)=1-cosx>0,f(x)在(0,1)內(nèi)單調(diào)遞增.
f(x)在[0,1]上連續(xù),f(0)<f(a)<f(1),即0<a<1-sin1<1.
當(dāng)n=k+1時(shí),結(jié)論成立.
由①、②可得,0<a<1對(duì)一切正整數(shù)都成立.
又0<a<1,a=a-sina<a,0<a<a<1.
證明不等式的題型多種多樣,所以不等式證明是一個(gè)難點(diǎn),數(shù)學(xué)歸納法是證明和正整數(shù)相關(guān)的不等式的最有效方法,其證明的關(guān)鍵是如何實(shí)現(xiàn)從n=k時(shí)原不等式成立到n=k+1時(shí)原不等式成立的過渡。
三、用數(shù)學(xué)歸納法證明恒等式問題
對(duì)于證明恒等的問題,在證等式成立時(shí),應(yīng)及時(shí)把結(jié)論和推導(dǎo)過程對(duì)比,也就是我們通常所說的兩邊湊的方法,以降低計(jì)算的復(fù)雜度,從而發(fā)現(xiàn)所要證明的等式,使問題的證明有目的性.
例4:是否存在常數(shù)a,b,c,使得等式1×2+2×3+…+n×(n+1)=(an+bn+c)對(duì)一切自然數(shù)n成立?并證明你的結(jié)論.
解:假設(shè)存在a,b,c,使得題設(shè)的等式成立,則當(dāng)n=1,2,3時(shí)也成立,代入得:
4=(a+b+c)22=(4a+2b+c)70=9a+3b+c
解得:a=3,b=11,c=10,于是對(duì)n=1,2,3,下面等式成立:
1×2+2×3+…+n(n+1)=(3n+11n+10)
令S=1×2+2×3+…+n(n+1)
假設(shè)n=k時(shí)上式成立,即S=(3k+11k+10)
那么S=S+(k+1)(k+2)
=(3k+11k+10)+(k+1)(k+2)
=(k+2)(3k+5)+(k+1)(k+2)
=(3k+5k+12k+10)
=[3(k+1)+11(k+1)+10]
這就是說,等式當(dāng)n=k+1時(shí)也成立.
綜上所述,當(dāng)a=3,b=11,c=10時(shí),原等式對(duì)一切自然數(shù)n都成立.
四、證明整數(shù)的整除問題
用數(shù)學(xué)歸納法證明整除性問題,如:求證f(n)能被a整除,設(shè)f(n)是隨自然數(shù)變化的已知整式(或整數(shù)),a是給定的整式(或整數(shù)).由假設(shè)n=k時(shí)命題成立,來推證n=k+1時(shí)命題也成立,是最關(guān)鍵的一步,也是最難證明的一步.
例5:求證:5個(gè)連續(xù)自然數(shù)的積能被120整除.
證明:
(1)當(dāng)n=1時(shí)1×2×3×4×5=120,能被120整除,原命題成立.
(2)假設(shè)當(dāng)n=k時(shí)原命題成立,則當(dāng)n=k+1時(shí),
(k+1)(k+2)(k+3)(k+4)(k+5)
=k(k+1)(k+2)(k+3)(k+4)+5(k+1)(k+2)(k+3)(k+4)
因?yàn)閗(k+1)(k+2)(k+3)(k+4)是120的倍數(shù),只需證5(k+1)(k+2)(k+3)(k+4)是120的倍數(shù),即證(k+1)(k+2)(k+3)(k+4)是24的倍數(shù).
四個(gè)數(shù)中兩奇兩偶,一定有4的倍數(shù),3的倍數(shù),還有另一個(gè)偶數(shù),所以一定能被4×2×3=24整除.
即當(dāng)n=k+1時(shí)原命題成立.
綜合(1)、(2)原命題對(duì)任何自然數(shù)成立.
總之,在證明題中,數(shù)學(xué)歸納法有兩個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)需要牢記:
(1)證明當(dāng)n為某一個(gè)值時(shí),結(jié)論成立;
(2)假定n=k時(shí)成立,證明n=k+1時(shí),結(jié)論也成立.
參考文獻(xiàn):
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(1)數(shù)學(xué)歸納法常用于三角恒等式,組合恒等式的證明之中。
例1、用數(shù)學(xué)歸納法證明:
■
分析: 理解等式的特點(diǎn),在等式左邊當(dāng)n取一個(gè)值時(shí),對(duì)應(yīng)兩項(xiàng)■即在等式右邊當(dāng)n取一值時(shí)對(duì)應(yīng)一項(xiàng),無論n取何值應(yīng)保證等式左邊有2n項(xiàng),而等式右邊有n項(xiàng),然后再按數(shù)學(xué)歸納法的步驟要求給出證明。
證明:①當(dāng)n=1時(shí),■等式成立
②假設(shè)n=k時(shí)等式成立,即
■
則當(dāng)n=k+1時(shí),
■
■
由①②知等式對(duì)任意■都成立。
例2、用數(shù)學(xué)歸納法證明n∈N+時(shí),
(2cosx-1)(2cos2x-1)…(2cos2n-1?x-1)=■
證明:①當(dāng)n=1時(shí),左式=2cosx-1,
右式=■=2cosx-1,
即左式=右式,等式成立.
②假設(shè)當(dāng)n=k時(shí)等式成立,即
(2cosx-1)( 2cos2x-1)…2cos2k -1?x-1)= ■
當(dāng)n=k+1時(shí), 左式=(2cosx-1)( 2cos2x-1)…2cos2k-1?x-1)?(2cos2k?x-1)=■?(2cos2k?x-1)=■ =■=■ n=k+1時(shí)等式成立.
由①、②可知,對(duì)n∈N+時(shí)等式成立.
(2)數(shù)學(xué)歸納法常用于整除性問題。在此類問題證明過程中,變形、組合、分解是常用的技巧。
例3、 求證:二項(xiàng)式x2n-y2n(n∈N+)能被x+y整除
證明:①當(dāng)n=1時(shí),x2-y2=(x+y)(x-y)
能被x+y整除。
②假設(shè)n=k時(shí),x2k-y2k能被x+y整除。
那么 n=k+1時(shí)
即 x2k+2-y2k+2=x2?x2k-x2y2k+x2?y2k- y2?y2k
=x2(x2k-y2k)+y2k(x2-y2)
x2k-y2k與x2-y2都能被x+y整除
x2(x2k-y2k)+y2k(x2-y2)能被x+y整除
即n=k+1時(shí),x2k+2-y2k+2能被x+y整除
綜上①②可知,對(duì)任意的自然數(shù)n命題均成立。
說明:由假設(shè)以x2k+2為主進(jìn)行拼湊,即減去x2y2k加上x2y2k,然后重新組合,目的是拼湊出n=k的歸納假設(shè),剩余部分仍然能被x+y整除。
(3)數(shù)學(xué)歸納法常用于不等式的證明之中,證明的難點(diǎn)在歸納推理部分,在完成該步時(shí)常用到中學(xué)數(shù)學(xué)的各種方法技巧,如裂項(xiàng)相消,不等式的放縮,重要不等式的應(yīng)用等
例4、 試證1+■+■+……+■>■ (n∈N+)
證明:①當(dāng)n=1時(shí),左邊=1,右邊=■,不等式成立
②假設(shè)當(dāng)n=k時(shí)不等式成立,即有 1+■+■+……+■> ■
當(dāng)n=k+1時(shí), 1+■+■+……+■+■+■+……+■>■+■+■+……+■>■+■+……+■>■+■+……+■>■+■+……+■=■,當(dāng)n=k+1時(shí)不等式成立。
綜上知不等式對(duì)于一切n∈N+都成立。
(4)數(shù)學(xué)歸納法常用于證明數(shù)列具有某種性質(zhì)之中。在研究數(shù)列時(shí),先給出一個(gè)遞歸關(guān)系,進(jìn)而用數(shù)學(xué)歸納法證明。
例5、 已知數(shù)列{an}滿足a1=a,an+1=■,(1)求a2,a3,a4;(2)推測通項(xiàng)an的表達(dá)式,并用數(shù)學(xué)歸納法加以證明。
解:(1)由an+1=■,可得,■,■,■(2)推測■
證明: ①當(dāng)n=1時(shí),左邊=a1=a,右邊=■,結(jié)論成立。
②設(shè)n=k時(shí),有■
則當(dāng)n=k+1時(shí),■
故當(dāng)n=k+1時(shí),結(jié)論成立。
由①、②可知,對(duì)n∈N,都有.■
(5)數(shù)學(xué)歸納法常用于證明幾何圖形具有某種性質(zhì)之中。用數(shù)學(xué)歸納法證明幾何問題的關(guān)鍵是:由“n=k”到“n=k+1”時(shí)命題成立,應(yīng)理解為由k個(gè)幾何元素又增加了一個(gè)幾何元素到k+1個(gè),要找出增加的元素與原來k個(gè)幾何元素的關(guān)系及其引起的幾何元素的變化,找到f(k+1)與f(k)的關(guān)系。
例6、 平面內(nèi)有n個(gè)圓,其中每兩個(gè)圓都相交于兩點(diǎn),且每三個(gè)圓都不相交于同一點(diǎn)。求證:這n個(gè)圓把平面分成個(gè)■部分。
分析 用數(shù)學(xué)歸納法證明幾何問題,主要是搞清楚當(dāng)n=k+1時(shí)比n=k時(shí),分點(diǎn)增加了多少,區(qū)域增加了幾塊。本題中第k+1個(gè)圓被原來的k個(gè)圓分成2k條弧,而每一條弧把它所在的部分分成了兩部分,此時(shí)共增加了2k個(gè)部分,問題就容易得到解決。
證明: 用①當(dāng)n=1時(shí),一個(gè)圓把平面分成兩部分,■,命題成立。
②假設(shè)當(dāng)n=k時(shí)命題成立(n∈N*),k個(gè)圓把平面分成個(gè)■部分。
當(dāng)n=k+1時(shí),這k+1個(gè)圓中的k個(gè)圓把平面分成個(gè)■部分,第k+1個(gè)圓被前k個(gè)圓分成2k條弧,每條弧把它所在部分分成了兩個(gè)部分,這時(shí)共增加了2k個(gè)部分,即k+1個(gè)圓把平面分成■個(gè)部分,即命題也成立。
由①、②可知,對(duì)任意n∈N*命題都成立。
【關(guān)鍵詞】數(shù)學(xué)歸納法 數(shù)學(xué)競賽 數(shù)學(xué)教育
【中圖分類號(hào)】G633.6 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】2095-3089(2016)32-0159-02
一、數(shù)學(xué)歸納法在數(shù)學(xué)競賽中的價(jià)值
一直以來數(shù)學(xué)歸納法都是我國中學(xué)數(shù)學(xué)教育非常重要的教學(xué)內(nèi)容,而且當(dāng)學(xué)生有效的掌握數(shù)學(xué)歸納法實(shí)際上也就踏入了數(shù)學(xué)研究的門檻。數(shù)學(xué)歸納法主要有兩個(gè)核心的內(nèi)容,一個(gè)是起點(diǎn)驗(yàn)證,而另一個(gè)是歸納推理,不過在這兩點(diǎn)中,歸納推理的難度相較于起點(diǎn)驗(yàn)證來說要更難一些,這主要是因?yàn)闅w納推理考驗(yàn)的是學(xué)生的思維能力和邏輯能力,在一些數(shù)學(xué)競賽中經(jīng)常會(huì)設(shè)置一些需要用到數(shù)學(xué)歸納法的題型來綜合性的考驗(yàn)學(xué)生的實(shí)際能力。而反之學(xué)生也可以參照數(shù)學(xué)競賽的這種設(shè)置來不斷的提升自身對(duì)數(shù)學(xué)歸納法應(yīng)用的熟練度,從而在數(shù)學(xué)競賽中脫穎而出。
二、數(shù)學(xué)歸納法在數(shù)學(xué)競賽實(shí)題中的應(yīng)用
數(shù)學(xué)歸納法在數(shù)學(xué)競賽中常被應(yīng)用,所以以數(shù)學(xué)競賽實(shí)題來作為本文研究數(shù)學(xué)歸納法在數(shù)學(xué)競賽中的應(yīng)用是最好不過的例子。
在某年的數(shù)學(xué)競賽中有一題是:設(shè)正整數(shù)n≥6,需要證明單位正方形可以剖分為n個(gè)小正方形。其實(shí)當(dāng)看到這道題的時(shí)候?qū)W生首先就應(yīng)該對(duì)這道題可能的考查點(diǎn)有一個(gè)明確的判斷,此題除了給出了n的范圍之外給出的唯一的條件就是正方形。眾所周知正方形的四條邊是具有相等的獨(dú)特性的,所以該題必然是一道考量一般規(guī)律的題,也就是說其會(huì)用到數(shù)學(xué)歸納法,所以在這個(gè)時(shí)候?qū)W生就應(yīng)該從數(shù)學(xué)歸納法的角度上去看這道數(shù)學(xué)競賽題。首先以數(shù)學(xué)歸納法的第一個(gè)條件,起點(diǎn)驗(yàn)證來確定這道題目的正確性,當(dāng)n分別等于6、7、8的時(shí)候,我們發(fā)現(xiàn)一個(gè)單位正方形是可以利用田字格的方式將其劃分為四個(gè)小正方形,因此使用跳躍式數(shù)學(xué)歸納法該命題是成立的。
那么如果該題的n=k是成立的話,那么對(duì)于n=k+3也應(yīng)該成立。在n=k的命題研究中我們將一個(gè)小正方形分成了四個(gè)小正方形,從而獲得了n=k+3個(gè)小正方形。
因此從數(shù)學(xué)歸納法的角度上來說,該題的題目是得到了驗(yàn)證的。其實(shí)從本題的本質(zhì)上來看,這僅僅是一道簡單的跳躍式數(shù)學(xué)歸納法,但是縱觀近幾年的中學(xué)數(shù)學(xué)競賽,這種題型屢見不鮮,這也就意味著我國的數(shù)學(xué)教育正在逐步的提高數(shù)學(xué)歸納法在其中的占比,希望能夠培養(yǎng)出更多的具有專業(yè)數(shù)學(xué)素養(yǎng),擁有良好思維能力和邏輯能力的高素質(zhì)人才。本文選擇的例子是數(shù)學(xué)競賽中比較常用的但是在難度上相對(duì)較低的數(shù)學(xué)歸納法應(yīng)用題型,還有許多應(yīng)用到數(shù)學(xué)歸納法的題型要比上述例題更加的復(fù)雜。譬如說設(shè)整數(shù)n≥4,證明可以將任意一個(gè)三角形剖分為n個(gè)等腰三角形。雖然乍看上去這道題的題型與上述中的例題非常相似,但是實(shí)際上由于等腰三角形具有獨(dú)特的圖形特質(zhì),因此盡管同屬于數(shù)學(xué)歸納法應(yīng)用的題型,但是在驗(yàn)證上,這道題的驗(yàn)證過程要比上一道題的驗(yàn)證過程復(fù)雜得多。因?yàn)橐腧?yàn)證這道題首先必須要驗(yàn)證任意一個(gè)直角三角形是可以剖分為兩個(gè)等腰三角形的,然后還要驗(yàn)證任意一個(gè)三角形是可以剖分為k個(gè)直角三角形的,其中k是≥2的,最后還要驗(yàn)證一個(gè)等腰三角形可剖分為四個(gè)等腰三角形。只有先將這三個(gè)引理驗(yàn)證清楚才能夠借此回歸到原題去證明當(dāng)n≥4的時(shí)候,可以將任意一個(gè)三角形剖分為n個(gè)等腰三角形。這實(shí)際上就是數(shù)學(xué)歸納法的綜合性應(yīng)用,它需要學(xué)生能夠考量到的多方面的因素,從而通過數(shù)學(xué)歸納法去驗(yàn)證自己的想法。
三、結(jié)束語
一直以來數(shù)學(xué)歸納法都是我國數(shù)學(xué)教育的重中之重,不過在應(yīng)試教育的壓迫下,數(shù)學(xué)歸納法雖然得到重視,但是學(xué)生的自我思考能力也逐漸的被磨滅,所以隨著我國新課改進(jìn)程的逐漸推進(jìn),素質(zhì)教育更多的是強(qiáng)調(diào)通過數(shù)學(xué)歸納法來樹立學(xué)生的思維邏輯,而不是讓他們更多去應(yīng)付考試,本文覺得這才是數(shù)學(xué)歸納法存在的意義與價(jià)值。
參考文獻(xiàn):
隨著近幾年考試命題對(duì)于考查學(xué)生的探索和歸納問題的能力的側(cè)重,很多的考試題目開始廣泛出現(xiàn)了利用數(shù)學(xué)歸納法進(jìn)行不等式證明的應(yīng)用.所謂數(shù)學(xué)歸納法,是用來證明和自然數(shù)有關(guān)系的命題的一種特殊技巧和方法,主要用來探討與正整數(shù)有關(guān)的一系列數(shù)學(xué)問題,在高考試題和數(shù)學(xué)聯(lián)賽試題中應(yīng)用非常頻繁和廣泛.數(shù)學(xué)歸納法的歷史非常悠久,早在1575年就出現(xiàn)了數(shù)學(xué)家巧妙地利用遞推關(guān)系證明出了前n個(gè)奇數(shù)的總和為n2,以此成功地總結(jié)出了數(shù)學(xué)歸納法的證明.數(shù)學(xué)歸納法總結(jié)起來有四種,分別是第一類數(shù)學(xué)歸納法、第二類數(shù)學(xué)歸納法、倒退歸納法(反向歸納法)以及螺旋式歸納法.最常見并且最簡單的數(shù)學(xué)歸納法是用來證明當(dāng)n隸屬于全部的正整數(shù)時(shí)一個(gè)數(shù)學(xué)表達(dá)式是否成立,主要由兩個(gè)步驟組成:進(jìn)行遞推的基礎(chǔ)條件是證明當(dāng)n為1時(shí)所要證明的數(shù)學(xué)表達(dá)式成立,進(jìn)行遞推的依據(jù)是證明假如n為正整數(shù)m時(shí)數(shù)學(xué)表達(dá)式成立,那么當(dāng)n為m+1時(shí)數(shù)學(xué)表達(dá)式同樣成立.此方法包含的原理是由第一步的遞推基礎(chǔ)證明起始數(shù)值在數(shù)學(xué)表達(dá)式中能夠成立,然后證明從一個(gè)數(shù)值到另一個(gè)數(shù)值的證明過程是有效的,那么任意一個(gè)數(shù)值的證明都可以包括在這種不斷重復(fù)的證明過程中.將這種方法類比于多米諾效應(yīng)理解起來更容易:對(duì)于一排直立著的很長的多米諾骨牌,如果可以確定第一張牌將會(huì)倒下,只要是某一個(gè)牌倒下了,與它相鄰的下一個(gè)牌也會(huì)倒下,那么就可以以此確定出相應(yīng)的遞推關(guān)系來推斷所有的多米諾骨牌都會(huì)倒下.
二、數(shù)學(xué)歸納法證明不等式之應(yīng)用
1.數(shù)學(xué)歸納法證明不等式的方法
利用數(shù)學(xué)歸納法來證明不等式的方法可以分為兩個(gè)步驟:第一步是驗(yàn)證當(dāng)n取第一個(gè)初始數(shù)值n0時(shí)所要證明的不等式成立,第二步是對(duì)于任意的正整數(shù)k,假設(shè)當(dāng)n的值等于k時(shí)不等式能夠成立,以此來證明當(dāng)n為k+1時(shí)所要證明的不等式是否成立.如果第一步和第二步都能夠順利證明完成,那么可以得出結(jié)論,即對(duì)于所有大于或等于n0的正整數(shù)n不等式成立.運(yùn)用數(shù)學(xué)歸納法來證明不等式的方法中的這兩個(gè)步驟體現(xiàn)了數(shù)學(xué)中的遞推思想,對(duì)于證明格式要求比較嚴(yán)格,第一個(gè)步驟是遞推思想應(yīng)用的基礎(chǔ),第二個(gè)步驟是遞推思想應(yīng)用的依據(jù).而且第二個(gè)步驟的變形是不等式證明的關(guān)鍵點(diǎn),需要運(yùn)用假設(shè)方法來作為遞推證明的基礎(chǔ).利用數(shù)學(xué)歸納法證明不等式涉及的主要知識(shí)點(diǎn)有整除、恒等式、不等式和與幾何教學(xué)相關(guān)的知識(shí)內(nèi)容.數(shù)學(xué)歸納法來證明不等式的難點(diǎn)重點(diǎn)在于由n等于k時(shí)不等式成立來推出n等于k+1時(shí)不等式同樣成立這一步驟.為了順利完成這一步的推斷,不僅僅要合理使用假設(shè)和歸納的方法,還要靈活地使用所給問題的其他相關(guān)條件和知識(shí),證明時(shí)先比較n=k和n=k+1這兩個(gè)等式間的共同點(diǎn)和差異,然后決定后者做哪一種變形,再利用分析、放縮、比較、綜合的方法和不等式的傳遞性質(zhì)來完成證明.
2.數(shù)學(xué)歸納法證明不等式例析
數(shù)學(xué)歸納法在證明不等式方面的應(yīng)用非常廣泛,利用它來證明不等式使用起來簡單容易.在利用數(shù)學(xué)歸納法證明不等式時(shí),應(yīng)該比較當(dāng)n=k和n=k+1時(shí)所得出的兩個(gè)不等式之間的形式差異,然后決定后者做什么樣的變形能符合條件.一般來說有如下幾個(gè)解題方法和策略,首先是要學(xué)會(huì)活用起始點(diǎn)的位置,這樣可以適當(dāng)增加起點(diǎn)或者將起點(diǎn)位置前移,這樣可以補(bǔ)充不等式的一些特殊情形,容易驗(yàn)證;其次可以根據(jù)不等式的遞推目標(biāo)進(jìn)行適當(dāng)?shù)姆治龊头趴s,或者引入一些合理的不等式用來過渡,將所要證明內(nèi)容進(jìn)行平穩(wěn)過渡,為目標(biāo)不等式的證明架橋鋪路.
例如,起點(diǎn)增加和前移的應(yīng)用:證明對(duì)于一切正整數(shù)n,都有2n+2>n2成立.
①當(dāng)n為1時(shí),不等式兩邊顯然成立;
②假設(shè)對(duì)于正整數(shù)k,不等式也成立,即2k+2>k2,那么就需要證明不等式對(duì)于n=k+1也是成立的,即證明2k+1+2>(k+1)2.
因2k+1+2=2×2k+2=2(2k+2)-2>2k2-2.
關(guān)鍵詞:中學(xué)數(shù)學(xué);數(shù)學(xué)歸納法;輔助函數(shù);等式證明
在本文中通過對(duì)數(shù)學(xué)歸納法基本形式理解的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步論述了在解決很多和自然數(shù)函數(shù)有關(guān)的整式、不等式、整除和幾何等問題時(shí)數(shù)學(xué)歸納法的應(yīng)用。當(dāng)然數(shù)學(xué)歸納法,在很多時(shí)候也會(huì)使解題變的復(fù)雜繁瑣,因此我們要理解其實(shí)質(zhì),真正掌握正確運(yùn)用數(shù)學(xué)歸納法的能力。
等式證明是中學(xué)數(shù)學(xué)的主要內(nèi)容之一,也是中學(xué)數(shù)學(xué)的教學(xué)難點(diǎn)。隨著新課程改革的逐步推進(jìn),高考對(duì)等式證明能力的考查方面也提出了更新更高的要求。用數(shù)學(xué)歸納證明與正整數(shù)有關(guān)的數(shù)學(xué)等式時(shí),大多數(shù)學(xué)生在從假設(shè)時(shí)命題成立出發(fā),證明當(dāng)時(shí)命題也成立的推理證明過程中無從下手,感到很茫然,這其中最主要的原因是他們找不到證明目標(biāo)。筆者結(jié)合多年的數(shù)學(xué)教學(xué)實(shí)踐,針對(duì)中學(xué)生學(xué)習(xí)和應(yīng)用數(shù)學(xué)歸納法的難點(diǎn),分析其突破方法,構(gòu)造輔助函數(shù),利用函數(shù)思想可使這一問題迎刃而解。下面將結(jié)合具體例子談?wù)勅绾谓柚瘮?shù)來構(gòu)造證明目標(biāo),從而降低數(shù)學(xué)歸納法中這一步的證明難度。
例1:已知n∈N+,用數(shù)學(xué)歸納法證明等式
■+■+■+…+■■=.
分析:首先構(gòu)造輔助函數(shù)
f(n)=■+■+■+…+■
假設(shè)n=k時(shí)等式成立,即f(k)=■,然后確定證明目標(biāo)f(k+1)=■;其次,尋找f(k+1)與f(k)的關(guān)系。這樣一來,證明思路非常清晰明了,同學(xué)們也感覺不到茫然了。
證明:令f(n)=■+■+■+…+■,則
1)當(dāng)n=1時(shí),左邊■=■,右邊■=■,左邊=右邊,等式成立;
2)假設(shè)n=k(k≥1)時(shí)等式成立,即f(k)=■。當(dāng)n=k+1時(shí) f(k+1)=f(k)+■
=■+■+…+■+■
=■
綜上,等式對(duì)于一切正整數(shù)n都成立。
例2:已知n∈N+,用數(shù)學(xué)歸納法證明等式
1-■+■-■+■-■+…+■-■=■+■+…+■.
分析:首先構(gòu)造輔助函數(shù)
f(n)=1-■+■-■+■-■+…+■-■
假設(shè)n=k(k≥1)時(shí)等式成立,即f(k)=■+■+…+■,然后確定證明目標(biāo)f(k+1)=■+■+…+■;其次,尋找f(k+1)與f(k)的關(guān)系。
證明:令f(n)=1-■+■-■+■-■+…+■-■,則
1)當(dāng)n=1時(shí),左邊■-■=■,右邊=■+■+…+■=■=■,左邊=右邊,即等式成立;
2)假設(shè)n=k(k≥1)時(shí),等式成立,即f(k)=■+■+…+■,則當(dāng)n=k+1時(shí),有
f(k+1)=f(k)+■-■
=■+■+…+■+■-■
=■+■+…+■
=■+■+…+■
綜上,等式對(duì)于一切正整數(shù)n都成立。
一、歸納法的定義
歸納法是從個(gè)別性知識(shí)引出一般性知識(shí)的推理,即由某類事物的部分對(duì)象具有某些特征,推出該類事物的全部對(duì)象都具有這些特征的推理。數(shù)學(xué)上的歸納法即由某些特殊的生活數(shù)學(xué)事實(shí),概括出數(shù)學(xué)概念、數(shù)學(xué)規(guī)律、數(shù)學(xué)結(jié)論的推理過程。運(yùn)用歸納法進(jìn)行小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué),不僅可以教給學(xué)生知識(shí),更是教給學(xué)生數(shù)學(xué)的思維方式、數(shù)學(xué)的思想方法和能力,可以提高數(shù)學(xué)課堂教學(xué)的有效性和實(shí)效性。
二、運(yùn)用歸納法設(shè)計(jì)教學(xué),提高學(xué)生的推理能力
數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)指出:“學(xué)生的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)內(nèi)容要有利于學(xué)生主動(dòng)地進(jìn)行觀察、實(shí)驗(yàn)、猜測、驗(yàn)證、推理與交流等數(shù)學(xué)活動(dòng)。”觀察、實(shí)驗(yàn)、猜測、驗(yàn)證都是學(xué)生獲得知識(shí)的有效手段,而推理是學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中將零碎的知識(shí)變成系統(tǒng)性知識(shí)的重要手段。推理本身又是一種相當(dāng)嚴(yán)密的思維過程,它必須依賴正確的知識(shí)或理論作為基礎(chǔ)。因此,在教學(xué)中只有孤立的推理教學(xué)是不現(xiàn)實(shí)的,它必須與其它教學(xué)手段有機(jī)地結(jié)合起來。而觀察、實(shí)驗(yàn)、猜測、驗(yàn)證為學(xué)生進(jìn)行正確推理提供了知識(shí)的準(zhǔn)備。因此,要更好地運(yùn)用歸納法進(jìn)行教學(xué)就必須將觀察、實(shí)驗(yàn)、猜測、驗(yàn)證與推理有機(jī)地結(jié)合起來。下面筆者以人教版三年級(jí)上冊的部分教學(xué)內(nèi)容為例來具體說明:
1.“萬以內(nèi)的加法和減法?!边@部分內(nèi)容是小學(xué)生應(yīng)該掌握和形成的基礎(chǔ)知識(shí)和基本技能,也是進(jìn)一步學(xué)習(xí)多位數(shù)筆算乘除法的基礎(chǔ)。例如,兩位數(shù)的乘法中要把兩個(gè)部分的積加起來,實(shí)際是計(jì)算三、四位數(shù)的加法。兩位數(shù)除法中每次試商后通常要做三位數(shù)的減法。在教學(xué)中學(xué)生最容易忘記的是相同的數(shù)位對(duì)齊和加進(jìn)位的“1”或減退位的“1”。為此,筆者歸納為“一對(duì)兩注”。“一對(duì)”是指相同的數(shù)位要對(duì)齊,“兩注”是指注意加進(jìn)位的“1”或減退位的“1”。提醒學(xué)生在做題時(shí)都要提到“一對(duì)兩注”,以提高計(jì)算的正確率。
2.“有余數(shù)除法?!边@部分的教學(xué)內(nèi)容既是表內(nèi)除法知識(shí)的延伸和擴(kuò)展,又是今后學(xué)習(xí)一位數(shù)除多位數(shù)除法的重要基礎(chǔ)。因此這部分的知識(shí)具有承上啟下的作用。教學(xué)例題前學(xué)生對(duì)有余數(shù)除法是完全陌生的,但是在現(xiàn)實(shí)生活中除法不可能是完全可以除盡的。如果在教學(xué)中直接教給學(xué)生算理,這樣的教學(xué)方式對(duì)學(xué)生尤其是后進(jìn)生來說比較枯燥,學(xué)生理解起來也比較困難,計(jì)算結(jié)果往往失誤較多,教學(xué)效果不理想。因此,筆者針對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)特點(diǎn)將容易混淆的知識(shí)點(diǎn)歸納為“一對(duì)兩小”?!耙粚?duì)”指商要對(duì)著被除數(shù)的個(gè)位,“兩小”分別指商和除數(shù)的積要小于被除數(shù);余數(shù)要小于除數(shù)。然后,要求學(xué)生自己用“一對(duì)兩小”去檢驗(yàn)所計(jì)算的有余數(shù)的除法,大大地減少了學(xué)生在計(jì)算中的失誤。
3.“分?jǐn)?shù)的初步認(rèn)識(shí)?!边@部分內(nèi)容要求學(xué)生掌握分母相同、分子不同和分子相同、分母不同分?jǐn)?shù)大小的比較。教學(xué)中首先出現(xiàn)分母相同、分子不同的分?jǐn)?shù)大小的比較。通過簡單引導(dǎo),學(xué)生就可以得到分母相同,分子大的分?jǐn)?shù)大。因?yàn)榘础胺肿拥拇笮。l大誰就大”,這是正思維,學(xué)生能輕易地掌握;到分子相同、分母不同的數(shù)的大小的比較中,大部分學(xué)生根據(jù)已有的知識(shí)經(jīng)驗(yàn),通過知識(shí)遷移、思考、猜測等步驟就做出“分母大的分?jǐn)?shù)小”的結(jié)論。但仍有一小部分學(xué)生總是掌握不好。為此,筆者將分?jǐn)?shù)大小的比較概括為“上大下小”。即“上大”指分母相同比分子(因?yàn)榉肿釉诜謹(jǐn)?shù)線的上面),誰的分子大誰就大;“下小”指分子相同比分母(因?yàn)榉帜冈诜謹(jǐn)?shù)線的下面)誰的分母大誰就小。學(xué)生一但記住“上大下小”的含義,在本冊分?jǐn)?shù)大小的比較中再也沒有出過錯(cuò)誤。
三、教師要對(duì)學(xué)生進(jìn)行正確的引導(dǎo)
關(guān)鍵詞:數(shù)學(xué)學(xué)科;小結(jié)歸納;方法;探究
一、數(shù)學(xué)課堂小結(jié)教學(xué)的重要地位及作用分析
數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)是一個(gè)從感知數(shù)學(xué)到積累數(shù)學(xué)知識(shí)、從積累數(shù)學(xué)知識(shí)到理解數(shù)學(xué)知識(shí)的過程?!稊?shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》(實(shí)驗(yàn)稿)在高中數(shù)學(xué)教學(xué)“知識(shí)和能力部分”中明確規(guī)定:學(xué)生應(yīng)在“了解一定的歸納、分析的方法的基礎(chǔ)上,具備得出數(shù)學(xué)結(jié)論的能力”;在“過程與方法部分”也提出學(xué)生應(yīng)掌握對(duì)數(shù)學(xué)知識(shí)進(jìn)行初步的歸納、比較和概括的方法。換而言之,就是要求學(xué)生具備根據(jù)數(shù)學(xué)教材內(nèi)容進(jìn)行小結(jié)的能力??傊?,“小結(jié)”是數(shù)學(xué)課堂教學(xué)不可缺少的一個(gè)重要環(huán)節(jié),是學(xué)生提高學(xué)習(xí)效率,學(xué)好數(shù)學(xué)的一條捷徑,也是為以后學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的奠基的良方。它是整節(jié)教學(xué)內(nèi)容的精華所在,是對(duì)教學(xué)總體思路最集中、明確、深刻的綜述,是對(duì)教學(xué)內(nèi)容的高度概括總結(jié)!所以,作為一名數(shù)學(xué)老師,努力指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行課堂小結(jié)不僅是為了順利完成課標(biāo)所規(guī)定的教學(xué)任務(wù),而且也為了適應(yīng)數(shù)學(xué)新課程教學(xué)改革的發(fā)展趨勢。指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行課堂小結(jié)是在高中數(shù)學(xué)教學(xué)內(nèi)容多、任務(wù)重的情況下培養(yǎng)學(xué)生能力,提高教學(xué)效率的有效途徑。
二、數(shù)學(xué)課堂小結(jié)教學(xué)的方法探究
1、情景導(dǎo)入,明確目標(biāo)
巧妙新課導(dǎo)入,既能激起學(xué)生的興趣,調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極主動(dòng)性又可以活躍學(xué)生思維;成功的新課導(dǎo)入能有效地把學(xué)生引到將要探究學(xué)習(xí)的新課上來。設(shè)計(jì)時(shí)要根據(jù)學(xué)生心理特點(diǎn)和需要,緊扣教學(xué)的中心,找準(zhǔn)教學(xué)的切入點(diǎn),力求做到簡明、實(shí)用、巧妙、生動(dòng),力求使學(xué)生形成認(rèn)知沖突,才能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,引導(dǎo)其自然進(jìn)入學(xué)習(xí)狀態(tài)。
情景導(dǎo)入新課后要立即明確目標(biāo),通過目標(biāo)定向喚起學(xué)生強(qiáng)烈的學(xué)習(xí)欲望,明白本節(jié)課學(xué)什么,怎么學(xué),達(dá)到怎樣的學(xué)習(xí)效果。這樣讓學(xué)生在進(jìn)行課后總結(jié)的時(shí)候才能夠達(dá)到心中有數(shù),知道本節(jié)課內(nèi)容的重難點(diǎn)在何處,才能夠重點(diǎn)回顧。
2、提出問題,猜想設(shè)計(jì)
本環(huán)節(jié)既提出問題,進(jìn)行猜想,啟發(fā)引導(dǎo),設(shè)計(jì)方案。本環(huán)節(jié)是科學(xué)探究必不可少的重要步驟,提出問題,才能激發(fā)學(xué)生的好奇心和求知欲,促使其在課后進(jìn)行思考,對(duì)前面所學(xué)知識(shí)進(jìn)行總結(jié)和回顧,形成知識(shí)小結(jié)的內(nèi)在動(dòng)力。而猜想等的設(shè)計(jì),則是引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行理論驗(yàn)證的重要手段,也是幫助學(xué)生全面總結(jié)學(xué)習(xí)內(nèi)容的重要手段。
3、分組實(shí)驗(yàn),合作探究
在學(xué)生設(shè)計(jì)檢驗(yàn)與自己假設(shè)有關(guān)的觀察、實(shí)驗(yàn)方案的基礎(chǔ)上,一定要學(xué)生自己動(dòng)手,觀察實(shí)驗(yàn),親歷探究。實(shí)驗(yàn)探究需要小組合作完成,教師要合理分組,在小組長的組織下,小組內(nèi)學(xué)生合理分工合作,然后根據(jù)學(xué)案和教師提示的過程、方法和步驟,注意觀察并記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和有關(guān)數(shù)據(jù),在此基礎(chǔ)上,完成學(xué)案中的有關(guān)問題或表格,并根據(jù)現(xiàn)象分析實(shí)驗(yàn)的結(jié)果,總結(jié)歸納得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論。
4、交流展示,歸納規(guī)律
教師要引導(dǎo)學(xué)生從有關(guān)的探究中收集并整理獲取的信息;引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)從觀察實(shí)驗(yàn)中獲得的信息去思考、分析、歸納、概括,從而得出結(jié)論。以小組為單位交流學(xué)習(xí)討論、合作實(shí)驗(yàn)、合作探究,每個(gè)同學(xué)在學(xué)習(xí)小組內(nèi)提出實(shí)驗(yàn)中遇到的問題和得出的結(jié)論,組長具體組織,通過討論交流,實(shí)現(xiàn)“兵教兵”,最大限度地解決本組同學(xué)在自學(xué)、實(shí)驗(yàn)中遇到的問題或困惑;各組匯報(bào)本組自學(xué)情況,提出本組不能解決的問題。教師引導(dǎo)全班各組之間的交流。培養(yǎng)學(xué)生敢想、敢說創(chuàng)新精神和科學(xué)語言表達(dá)能力
5、應(yīng)用訓(xùn)練,總結(jié)反思
在自主、合作、探究,歸納知識(shí)規(guī)律的基礎(chǔ)上,進(jìn)行系列訓(xùn)練拓展應(yīng)用,鞏固學(xué)習(xí)效果,培養(yǎng)學(xué)生聯(lián)系生活生產(chǎn)實(shí)際能力,提高綜合能力。根據(jù)數(shù)學(xué)課堂教學(xué)目標(biāo)聯(lián)系生活實(shí)際有針對(duì)性的設(shè)計(jì)當(dāng)堂系列訓(xùn)練題和當(dāng)堂達(dá)標(biāo)訓(xùn)練題。引導(dǎo)學(xué)生用自己獲得的結(jié)論解釋生產(chǎn)或生活中的實(shí)際問題探究。這一環(huán)節(jié)教師的反饋矯正要貫穿始終,尤其關(guān)注學(xué)困生,加強(qiáng)對(duì)學(xué)困生的輔導(dǎo)??偨Y(jié)反思是全班學(xué)生對(duì)本節(jié)課學(xué)習(xí)情況的一個(gè)總結(jié),可以讓學(xué)生自我小結(jié),也可師生一齊總結(jié)。
6、我們又該怎樣選擇課堂小結(jié)的方式和怎樣培訓(xùn)學(xué)生進(jìn)行課堂小結(jié)呢?
課堂小結(jié)的方式主要有以下四種:歸納式、提問式、圖表式、懸疑引申式。
第一,為強(qiáng)化學(xué)生了解和掌握基礎(chǔ)知識(shí),培養(yǎng)學(xué)生的歸納能力,可采用歸納式課堂小結(jié)。簡要故事型小結(jié)就是教師要根據(jù)板書把本課所講的主要內(nèi)容設(shè)計(jì)成一個(gè)包含時(shí)間、地點(diǎn)、人物和故事情節(jié)等要素在內(nèi)簡要?dú)v史故事。教師舉例后,要求學(xué)生予以模仿練習(xí),最終學(xué)生要自己學(xué)會(huì)講述同一類的“故事”。通過這種故事型小結(jié),不僅可以引導(dǎo)學(xué)生回想新學(xué)的知識(shí),以達(dá)到當(dāng)堂鞏固的目的,而且也使得學(xué)生更加準(zhǔn)確、清晰、系統(tǒng)地掌握所學(xué)到的新知識(shí)。
第二,為培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的興趣和探究數(shù)學(xué)的熱情,可采用懸疑式,換句話就是設(shè)問式的課堂小結(jié)。所謂探究型小結(jié)就是課堂小結(jié)教學(xué)一定要照顧到各個(gè)知識(shí)之間的前后連接。前后連接就是要把以前學(xué)到的老知識(shí)與剛新學(xué)到的知識(shí)相連接。所以,在小結(jié)最后要為下一新課埋下伏筆,為以后講授的新知識(shí)內(nèi)容提前創(chuàng)造教學(xué)氛圍和意境。
無論是使用哪種方式的課堂小結(jié),教師都要注意課堂反映,以便及時(shí)了解學(xué)生學(xué)習(xí)掌握的程度。在教學(xué)過程中學(xué)生才是認(rèn)識(shí)的主體,所以說教學(xué)的最終目標(biāo)在“學(xué)”,而不在“教”。
三、培養(yǎng)學(xué)生進(jìn)行課堂小結(jié)的好處
指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行課堂小結(jié),可以達(dá)到使學(xué)生既掌握基礎(chǔ)知識(shí),又提高學(xué)科能力的目的。首先,學(xué)生在進(jìn)行課堂小結(jié)時(shí),要事先仔細(xì)地閱讀教材。這樣就可以弄明白每一個(gè)單元甚至每一課的教學(xué)內(nèi)容包括哪些大方面――每個(gè)大方面又包括哪些小方面――每個(gè)小方面又含有哪些知識(shí)點(diǎn)――這些知識(shí)點(diǎn)之間又有什么樣的聯(lián)系。這樣就可以幫助學(xué)生真正理解各個(gè)知識(shí)點(diǎn)間的關(guān)系,把知識(shí)點(diǎn)在腦海中串聯(lián)起來,進(jìn)而就加深了學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的理解和對(duì)全部教學(xué)內(nèi)容的掌握。其次,這一過程也促進(jìn)了學(xué)生思維能力的發(fā)展。因?yàn)閷W(xué)生要進(jìn)行課堂小結(jié),就必須對(duì)教材內(nèi)容進(jìn)行分析歸納和總結(jié),使教材內(nèi)容顯得要點(diǎn)化、條理化,并且將有關(guān)聯(lián)的地方進(jìn)行組合和總結(jié)排序。
四、小結(jié)
同課堂教學(xué)中的其他環(huán)節(jié)一樣,課堂小結(jié)也是課堂教學(xué)中提高教學(xué)效率的重要組成部分之一,是學(xué)生進(jìn)行有效學(xué)習(xí)的重要環(huán)節(jié)!在教學(xué)過程中,課堂小結(jié)不僅能夠再一次強(qiáng)化學(xué)生當(dāng)堂所學(xué)知識(shí)、幫助學(xué)生強(qiáng)化學(xué)習(xí)能力、理清知識(shí)脈絡(luò)、總結(jié)學(xué)習(xí)方法,而且通過給學(xué)生留下思考和探究的空間可以激發(fā)學(xué)生課后閱讀和學(xué)習(xí)的興趣,進(jìn)而達(dá)到課雖盡而學(xué)意無盡邊之效果。課堂的小結(jié),是連接新知識(shí)和舊知識(shí)的紐帶,是貫通前后知識(shí)點(diǎn)的橋梁,是鞏固課堂教學(xué)內(nèi)容的絕佳機(jī)會(huì),是學(xué)生將課內(nèi)知識(shí)運(yùn)用到課外的一個(gè)關(guān)鍵轉(zhuǎn)折點(diǎn)。如果學(xué)生的小結(jié)能力得到提高,學(xué)生就可以學(xué)到真正的知識(shí)和能力,就能夠在今后的學(xué)習(xí)中受益匪淺!
參考文獻(xiàn):
[1] 黃兆明,游世成.課堂結(jié)尾藝術(shù)[M].北京:中國林業(yè)出版社,2003,9.
[2] 張麗晨.高中數(shù)學(xué)課堂設(shè)計(jì)[J].北京:中國林業(yè)出版社,2004.3.
一、數(shù)學(xué)歸納法的教學(xué)價(jià)值
數(shù)學(xué)歸納法是一種不同于其他數(shù)學(xué)方法的、偏向于推理和證明的方法.歸納法是連接無限與有限的一座橋梁,是數(shù)學(xué)發(fā)展過程中里程碑式進(jìn)展.在面對(duì)一些看似復(fù)雜的題目時(shí),使用數(shù)學(xué)歸納法或許可以簡化解題步驟,這更易于學(xué)生的理解記憶.與此同時(shí),歸納法的根本價(jià)值在于它能夠培養(yǎng)學(xué)生的思維方式.在學(xué)習(xí)的過程中,它要求學(xué)生通過細(xì)致觀察、認(rèn)真地思考以及嚴(yán)謹(jǐn)?shù)赝评砣グl(fā)現(xiàn)事物的規(guī)律或原理.在這個(gè)過程當(dāng)中不僅學(xué)生的觀察能力會(huì)得到充分的鍛煉,分析能力和推理也能有所改善.這些潛移默化的改變不僅能夠逐漸提高學(xué)生的抽象思維能力,還能使學(xué)生領(lǐng)悟歸納法中所蘊(yùn)含的思想,并能靈活的運(yùn)用到其他學(xué)科中.
二、數(shù)學(xué)歸納法在教學(xué)中的實(shí)際應(yīng)用
數(shù)學(xué)歸納法注重鍛煉邏輯和推理,因此它的思維步驟非常明確.它的第一步能夠奠定全局的基礎(chǔ),是進(jìn)行推理、證明的重要部分,需要保證當(dāng)前命題的準(zhǔn)確性與真實(shí)性.通過對(duì)當(dāng)前命題的觀察、分類后,才能進(jìn)行下一步.第二步著重點(diǎn)在于推理.需要保證命題的延續(xù)性,即這一命題能夠隨著參數(shù)的改變能夠進(jìn)行無限的延伸.這兩個(gè)步驟相互制約、缺一不可.而關(guān)于如何在數(shù)學(xué)教學(xué)中應(yīng)用數(shù)學(xué)歸納法,本文通過教學(xué)實(shí)例進(jìn)行詳細(xì)說明.
三、數(shù)學(xué)歸納法的教學(xué)困難及應(yīng)對(duì)措施
歸納法由于其本身的抽象性質(zhì),在教學(xué)過程中會(huì)出現(xiàn)各種意向不到的問題.其中,可能會(huì)因?yàn)閷W(xué)生無法真正理解歸納思想,進(jìn)而導(dǎo)致不能靈活運(yùn)用歸納法.這一問題成為了教學(xué)過程中的最大障礙.在教學(xué)的過程中,由于歸納法連接了有限和無限兩個(gè)概念,導(dǎo)致學(xué)生出現(xiàn)了理解上的偏差與困難.在對(duì)有限的概念進(jìn)行證明時(shí),較為簡單.直接將數(shù)字帶入題中,即可得出清晰明的結(jié)果.但在假設(shè)進(jìn)行無限證明時(shí),學(xué)生也許很難理解為何要進(jìn)行這一步,也無法理解這樣的證明與其他過程的聯(lián)系在哪里.而最后一步的證明對(duì)學(xué)生的抽象思維理解能力要求更高.當(dāng)學(xué)生無法真正領(lǐng)會(huì)歸納的思想時(shí),則難以隨著題目的改變而做出靈活的應(yīng)變,更加難以看到題目的實(shí)質(zhì),找出題目與歸納法的關(guān)系.在遇到這種問題時(shí),老師如果在講解過程中無法表述的更具體,可以建立具體的模型或者動(dòng)畫演示.比如,“多骨諾牌效應(yīng)”這一數(shù)學(xué)模型.通過演示,向?qū)W生展示歸納中的遞推關(guān)系,讓同學(xué)們了解歸納法的實(shí)質(zhì),從而真正領(lǐng)悟歸納思想,能夠?qū)?shù)學(xué)歸納法靈活的運(yùn)用在各類題目中.
四、結(jié)語
級(jí)別:北大期刊
榮譽(yù):中國優(yōu)秀期刊遴選數(shù)據(jù)庫
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級(jí)別:省級(jí)期刊
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