从线性规划的角度探讨数学问题_数学论文

站在线性规划的视角探讨数学问题,本文主要内容关键词为:线性规划论文,站在论文,视角论文,数学论文,此文献不代表本站观点,内容供学术参考,文章仅供参考阅读下载。

数学枯燥、数学难学,成为一部分学生对数学望而生畏的缘由,作为数学教师,我们应该反思.如何让数学内容生动,数学教学别样,数学课堂精彩,这取决于教师在教学时,如何多角度多层次地展开数学教学,用联系和变化的观点演绎数学.对于一些数学问题,如果仅从表象分析,只是属于某类数学问题的范畴,但如果另辟蹊径从另外的视角求解,充分发掘数学知识之间的横向联系,就会打开另一扇门,展现出另一个奇异的世界.双参数数学问题,就是这种新视角研究的一个很好的范本.若采用主客元换位的思维方式,从线性规划的视角来理解与演绎双参数数学问题,就可激发学生对数学学习的热情和兴趣.究其因,主要是以这样的视角看问题与开展教学活动,可以让学生从一个崭新的角度去欣赏数学、学习数学.通过欣赏别样的风景来产生愉悦的体验,从而提高学习的积极性.本文试着从几个方面来阐述站在线性规划的视角探讨数学问题,旨在抛砖引玉,供大家参考.

一、站在线性规划的视角探讨方程问题

一个方程含有双参数,并通过方程条件,建立了参数之间的联系.若从方程条件入手分析,双参数就会成为解题中的复杂因素,如果我们利用线性规划思想,把方程条件转换成双参数的可行域,利用线性规划的思想来解题,则可简化解题.

我们先从一个不含参数的二元最值问题说起.

下面转入双参数问题.

二、站在线性规划的视角探讨函数问题

含有多参数的函数问题,如果纠缠于简单地列出条件,处理一系列参数条件,往往难以处理;如果我们以参量为变数,用线性规划的视角处理问题,就会峰回路转,捷径顿现.

点评 此题的视角新颖之处在于对参变量的认识和处理,本题解法中采用主客换位,把参数看作主变元,变量看作参数,并把目标式看作动点P(a,b)到原点的距离的平方,实现了代数与几何之间的沟通与转化,实为巧妙之构思也.

三、站在线性规划的视角探讨向量问题

平面向量沟通了几何与代数之间的联系,一组向量基底和一个数组可表示平面中的任意向量,因此向量之间的关系,可转化为数组表示的坐标之间的关系,这就可把向量问题转化为参量问题,从而可用线性规划视角来处理.

点评 本题的常规方法是采用函数思想求解,即先根据条件等式与不等式组求出λ(或m)的范围,把目标式转化为关于λ(或m)的函数,然后利用函数思想求解,读者可以试一试.

点评 本题的解题入口较难,很多同学面对本题往往束手无策.本解法首先是将点P转移到三角形的边界上,然后充分利用三点共线的充要条件引进两个参数x,y表示题目中的给定参数m,n,最后由x,y的范围来确定m,n的范围,进而得到关于m,n的不等式组,才得以凸显出m,n之间的内在联系,最后从线性规划的视角看待此问题.另外,注意到题中三角形没有注明是什么类型的三角形,于是就可以将此三角形看作特殊情形来验算,结合条件向量的起点字母,我们可以把A看作坐标原点,AB,AC所在的直线看作x轴与y轴,最终可转化为同样的线性规划问题求解.

四、站在线性规划的视角探讨数列问题

点评 关于基本量的思想,是解决等差等比数列问题的常规方法.在等差或等比的背景条件下,当条件中出现不等关系,目标量又是跟范围或最值有关的问题时,我们就可以尝试把首项与公差(或公比)看作两个变量,然后构造出不等式组和目标关系式,并利用线性规划的有关知识来求解.此题如果从数列的角度来求解,简解如下:由≥10得≥2;由≤15得+≤5,两式相结合不难得到≤5-≤3.但从线性规划的视角来看,本解法把等差数列的两个基本量看作两个变量,由此根据条件构造出不等式组,并从几何的视角显现出线性规划的特性,由此得到的解法构思新颖,给人以耳目一新之感.此视角对培养学生学习数学的热情和兴趣非常有效,同时对培养学生的创新意识大有裨益,值得借鉴和渗透.

综上所述,对某些双参数或可以构造出双参数的数学问题,如果条件式可以转化为不等式(或等式)或不等式(或等式)组(或混合组),而目标式又具有明显酌线性意义的时候,我们就可以另辟蹊径,从线性规划的视角看此数学问题,从而使问题获解.这种转化思想,体现了数学各种内容的内在联系,又打破了墨守成规、僵守表象的陋习,也活跃了数学的解题思维,实现了知识点之间的有益转换,让学生体会到活化的数学和流动的思维.在平时的教学中,充分利用这些有效素材来开阔学生的视野,发展学生的思维,对破解学生对数学的畏难情绪,培养学生的创新能力可起到良好的效果.真可谓:另眼看数学,数学很奇妙.

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