小議數(shù)學(xué)語言相互轉(zhuǎn)換的訓(xùn)練

時間:2022-07-14 11:49:00

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小議數(shù)學(xué)語言相互轉(zhuǎn)換的訓(xùn)練

數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)中,常用的數(shù)學(xué)語言包括自然語言(或日常語言)、符號語言、圖象語言。在數(shù)學(xué)教學(xué)中,轉(zhuǎn)換數(shù)學(xué)語言的訓(xùn)練,是促進人的左右腦協(xié)調(diào)的極佳訓(xùn)練,因此教師教學(xué)時應(yīng)注重數(shù)學(xué)語言互換的訓(xùn)練。

哪怕是同一種數(shù)學(xué)概念、定理,都有著不同的表達方式。例如,重要的函數(shù)之一:最高次數(shù)是二次的整式函數(shù),日常用語為二次函數(shù),符號語言是函數(shù)y=ax2+bx+c(a≠0,a、b∈R),而用圖象語言則表示為一條拋物線。同樣為二次函數(shù),符號語言又可以用多種形式表示,即除以上的一般式外,還有y=a(x-x1)(x-x2),其中x1、x2是拋物線與橫軸的交點的橫坐標(biāo),也可以表示為y=a(x-k2)+h,其中(k,h)為拋物線的頂點坐標(biāo)等。

常用的這三種語言有著各自的特點:符號語言較簡潔、嚴謹,有利于正確表達和進行推理;圖象語言易產(chǎn)生清晰的視覺形象,能直觀表示概念定理的本質(zhì)及相互間的關(guān)系;日常用語較自然生動,它能將問題所研究的對象的含義在人們頭腦中更加清楚地刻畫出來。

【例1】有50名學(xué)生同時做兩道數(shù)學(xué)題,第一題做對的有30人,第二題做對的有33人,兩題都做不對的人數(shù)比兩題都對的人數(shù)的三分之一多一人,問兩題都對的人數(shù)是多少?

分析:設(shè)答對第一題的學(xué)生用集合A表示,答對第二題的學(xué)生用集合B表示,則兩題都答對的學(xué)生用集合A∩B表示。題目由日常用語給出條件,但直接從這些條件中難以理出頭緒,于是試圖將條件換成圖象語言,如圖1:

(1)A的元素為30人,B的元素為33人。

(2)設(shè)A∩B的元素為x,可將日常用語轉(zhuǎn)換為符號語言,集合A中打斜線部分為(30-x);集合B中陰影部分為(33-x);兩題都答對的人數(shù)為x,兩題都答不對的人數(shù)為(x/3+1)。以此可建立等量關(guān)系。

解:設(shè)答對第一題、第二題的學(xué)生分別用集合A、B表示,且A∩B的元素為x,由圖1知

(30-x)+x+(33-x)+(x/3+1)=50,∴x=21(人)。

【例2】A={x|x2-2x-3≤0},B={x|x2+px+q<0},A∩B={x|-1≤x<2}。求實數(shù)p、q滿足的關(guān)系式。

分析:A={x|x2-2x-3≤0}是抽象的數(shù)量關(guān)系,將其轉(zhuǎn)化為圖象語言,用數(shù)軸溝通A與A∩B的關(guān)系。圖2

若B={x|m<x<n},得n=2,m<-1,將這結(jié)果與已知條件聯(lián)系,即可確定關(guān)系式。

解:B={x|m<x<n},又A={x|-1≤x≤3},A∩B={x|-1≤x<2}。由圖2知n=2,m<-1,從而n=2為方程x2+px+q=0的一個根,所以p、q滿足q=-2p-4。

【例3】若拋物線y=x2+ax+2與連接M(0,1)、N(2,3)的線段(含端點M、N)有兩個相異的交點,求a的取值范圍。

分析:

(1)日常用語:“連接M(0,1)、N(2,3)的線段”轉(zhuǎn)換為“過M、N兩點的直線在M、N之間的部分”,然后轉(zhuǎn)換為符號語言:y=x+1,x∈[0,2]。

(2)日常用語:“拋物線y=x2+ax+2與連接M(0,1)、N(2,3)的線段(含端點M、N)有兩個相異的交點”轉(zhuǎn)換為符號語言:“由y=x+1與y=x2+ax+2,而且x∈[0,2]組成的方程組有兩個不等的實數(shù)解”。

解:如圖3,過M(0,1)、N(2,3)兩點的直線方程為y=x+1,要使拋物線y=x2+ax+2與連接M(0,1)、N(2,3)的線段(含端點M、N)有兩個相異的交點,必須且只須

y=x2+ax+2、

y=x+1有兩個相異的實數(shù)解,即方程x2+ax+2=x+1當(dāng)x∈[0,2]時有兩個相異的實數(shù)解。令f(x)=x2+(a-1)x+1,當(dāng)f(x)滿足下列條件:

0<-a-12<2,

(a-1)2-4>0,

f(0)=1>0,

f(2)=2a+3≥0,

解得a的取值范圍為-32≤a<-1。

一般地,如果問題的敘述是以日常用語形式表述的,尤其是應(yīng)用題,為便于計算與推理,則引進字母變量或建立數(shù)學(xué)模型是常見的數(shù)學(xué)思維方法,如例1;如果問題的敘述以抽象的字母或符號語言出現(xiàn),常用的思維方法往往是先轉(zhuǎn)換成圖象語言或日常用語,如例2;如果問題的敘述有多種語言形式,則進行各種語言的轉(zhuǎn)換,如例3,可先將日常語言轉(zhuǎn)換成符號語言,進一步轉(zhuǎn)換成圖象語言。因此在平時數(shù)學(xué)教學(xué)或?qū)W習(xí)中,要注重各種語言相互轉(zhuǎn)換的訓(xùn)練,從而提高解題的效率。