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7个快速解出数学难题的方法

2022-11-11 08:00 作者:穿梭小风wind  | 我要投稿

    我早就想写了这篇文章了,一直没时间。最近上网课了,时间一多,就整理了一下,写了这些。希望您能耐心看完(这些是我解题思路中遇到的一些方法)


    主要是一下几个方法:

1 学科互通思想(原创)

    学科互通思想,其实我是在《说题King(合集ID:315255)》系列中提到过的,当时是以玩笑的形式提的,但是这其实真的是我在解题(尤其是竞赛题)时的一个方法。

 1.1 什么是“学科互通思想”

    其实就是它的字面意思,就是用另一个学科的思路去推理这一科的方法。举个例子:

一道物理光学题

    这是一道很简单的物理光学作图题。如果您第一次接触或者不熟悉的话,那您肯定是很难做出来这道题的。其实,如果不出意外的话,此时数学正好学到最短路径问题(将军饮马模型)。此时,我们很容易发现,这个图和数学的将军饮马模型非常相似。实际上,这就可以用将军饮马模型做。

    这时,我们就物理中用了数学的方法,这就是学科互通思想

 1.2 为什么这个思想成立

    解释这个并不难。因为我们要串联的基本都是同一类,多为理科连理科,而理科知识又是一环套一环的,跨科目也是。所以这个思想是成立的。

    还有个更简单的方法证明:我们常听到很多人说:“数学好,物理、化学差不到哪去。”这完全可以证明。


2 物尽其用思想(改编+原创)

    你的中学数学老师应该会告诉你这个方法。这个方法其实很多人都知道,但是并不一定能用上、用好。

 2.1 什么是“物尽其用思想”

    小学数学书(旧版,新版不知道)曾经有一章,主题是“排除冗余信息”,那是因为小升初考试是会考一道应用题是有冗余的无用条件的,但是在中学,不会了。在中学的解答题中,尤其是几何题,是不会出现冗余信息的,怎么样都可以用得上(有些应用题还是会有的,应用题也要注意辨别)。那什么时候能用得上呢?举个例子:

一道数学几何题

    这一道题其实是比较难的,如果您很难将其算出来,那是正常的。那就试试用这种方法去解,这里阐述一下思路:

  1.  想办法证全等 在初中阶段,基本上看到证相等的都是找全等以及其延伸性质(比如角平分线性质、等腰(边)三角形、垂直平分等等),所以可以记住一句话(我数学老师告诉我们的):“要相等,找全等。”所以这道题应该是通过证全等解的;

  2. 找条件 这题条件不多,往往这种题就难解。其中有一个比较有价值的条件:正方形ABCD,这样,我们就直接有很多条件:边相等,角相等。那根据“物尽其用思想”,将“正方形ABCD”的所有条件都用上证全等;

  3. 瞎拼硬凑 虽说是瞎拼硬凑,但还是有方法的:我们要,将“正方形ABCD”的所有条件都用上,又要和两条线段建立关系,是不可能的。所以要做辅助线。而辅助线又得同时满足两个条件:①与要证明的两条线段有数量关系;②能与“正方形ABCD”的所有条件建立全等三角形的。那不难想到一个方法:平移。其实就是:分别过点B, 点D作MB//EG, ND//HF.

做了辅助线的题目(蓝色为辅助线和辅助点)

4. 证明 要证明辅助线等于要证的线相等和证全等并不难,这里不再赘述。

    这样分析之后,您肯定会发现这道题一点都不难(其实我和另外几个同学讨论过这道题,讨论了半个小时;给数学老师一看,只用了半分钟不到就解出来了)。所以我也在这里发现了“物尽其用思想”。

 2.2 为什么这个思想成立

    其实前面也解释过。在中学阶段,解答题(不是应用题!)的每个条件都是可以用上的,可能要绕一大圈,但一定能用上,所以只要瞎拼硬凑能凑上,那十有八九这个思路是对的。


3 疯狂联想思想(原创,但很多人也会想得到)

    联想是人的本能,所以这个方法是很简单的。但是,很多人即使知道这个方法,在解答也分分钟忘掉。

 3.1 什么是“疯狂联想思想”

    比较难说,举个实际的例子:(提示:这是人教社的《全国初中数学竞赛试题汇编》的样题6(A)(第十一页))


竞赛题样题6(A)题

    这道题真让人摸不着头脑。如果您有看过我的《初中生都可以学会的导数》并且自学了导数求最值的方法或看过我的《初中生都听得懂的求值域(函数的范围)》,那您会自信地求一下,然后发现求不出。因为我可以告诉你,这个代数式的导数非常复杂(有兴趣的可以算一下,是分式)。

    那如果您以做普通题目的看法再看一看,您会惊讶地从这联想到勾股定理!然而我们再把这道题按勾股定理的思路转化为图形,就会得到这样一幅图:

联想图片

    其中 %5Csqrt%7Bx%5E2%20%2B4%7D%20 就是AC的长度, %5Csqrt%7B(12-x)%5E2%2B9%7D%20 就是BC的长度。如果您有仔细阅读上文的学科互通思想,那您不难联想到,这就是将军饮马模型!所以只要做线段BC关于直线DE的对称,就构造出一个大三角形,亦可用勾股定理求出长度,所以长度是13。

 3.2 为什么这个思想成立

    其实这和学科互通思想的原理差不多,只不过这个是在同一学科中套用,所以这个思想成立。


4 穷举思想(原创)

    这容易联想到我们平常所说的穷举法。实际上这和穷举法还有一定距离。先解释穷举法:穷举法就是根据题意找到答案的大致范围,然后试一遍(当然你不确定范围直接试也行,我倒看看你要试多久)。

 4.1 什么是“穷举思想”

    这个穷举思想是用在几何中的,它是最耗时最笨的方法,但是是很有效、只要不作辅助线都是能用(有的作辅助线也能用)的方法,它有两种。举个例子(人教社 数学书 八年级 上册 第91页 复习题13 第3题):

人教社 数学书 八年级 上册 第91页 复习题13 第3题

    先是第一种:这道题虽然是普通学生都得做得出来的。但是如果对概念不熟悉或者用得不炉火纯青的话,那就很难做出。

    因为这道题是教科书上的题目,那看肯定难不到哪去。它肯定只需要用学过的知识就能解出。那怎么解还是不知道。这时,我们就能用穷举思想:我们先把我们知道的所有条件都写下来(注意2个写的注意事项:①不要将两个条件叠乘一条写(尽量拆开),如:a=b, b=c(√),a=b=c(×);②一行只写一个,不要写得密密麻麻看不请):

    AE=CE, 

    AD=BD, 

    ∠ADC=90°, 

    ∠CDB=90°, 

    ∠AEB=90°, 

    ∠BEC=90度.

    然和就可以进入第二步了:试。

    先一条一条地试,把能得到的所有条件都写在列表后面(如果您能保证您在写的时候已经拆得最散了,您就可以跳过这一步);

    在两条两条地试,把能得到的所有条件继续写在列表后面。

    然后三条三条地试,一样写。在这时,如果您有仔细试,您就会在条件AD=BD,∠ADC=90°, ∠CDB=90°时得出AC=BC(BC要作辅助线),那算到这一步,一切都变得非常简单了。答案也就水落石出了。

    然后是第二种,把所有学过的定理都试一遍,从三角形三边条件试到全等再到三点共圆,一定有对的。

 4.2 为什么这个思想成立

    它其实是穷举法的演变,穷举法它有用,所以它成立,这个也就自然成立,所以就算这个很玄妙,但是它就是成立的。但是由于它耗时、耗力、耗笔墨,所以不建议上来就用,只有在迫不得已、实在不会时再用。

    而且现在正规的考试是不会再出超纲的题目的,所以用到的方法肯定都是已经学过的。二这个方法就是逐一排查,把所有思路都写下来,就肯定能得到答案(有些做辅助线的题目不行,但是不多,一年碰不上两道)。


5 类比思想(原创)

    这种方法应该很少人能想到。这种思想不能望文生义,因为它的内容并不是这样的,不然就是“疯狂联想思想”了。

5.1 什么是“类比思想”

    它的意思是“将一道几何题按题意把它画出来”。这么解释肯定有很多同学是不理解的,几何题肯定都是给了题的,为什么还要再画一遍。那我就告诉你了,我们画的图和它给的图得不一样。比如这道题:

一道数学几何题

    

    这道题当时我们班除了我最快的也花了一小时才解出,其实我也是碰巧整到了。我当时心想舍近求远整点活,但没想到碰巧对了。

    一般人看到一般会先连接OQ,然后试图证全等。实际上如果用了类比思想的话,您就会改变想法。

    我们根据题意画一下图:

重画图

    这时您会发现,这个图符合题目的每一个条件,但是和给出的图是一点都不像,而且肉眼可见,证不了全等。所以这些条件耶稣来了都证不出全等。这样,您就可以放弃证全等了。

5.2 为什么这个思想成立

    很简单,因为给出的条件画出的图肉眼可见某个条件根本就不成立,那就说明这些条件是证不出这一条件的。


6 张手就来思想(原创,但是有些人真的想得到)

    确实是张手就来,很多人设想过,但是没用过。

 6.1 什么是“张手就来思想”

    就是张手就来。比如这道题:

一道很简单的几何题

    这道题是很简单的,理应上应该上过初二的都会。但是我们班错了一大半,很多优生和特优生也错了。因为答案是四个都对。

    四个都对,不难让人怀疑自己错了。难往往这时,我们就要用到这个方法:直接量。

    (如果不是很正规的考试,建议自己在草稿纸上重新画一遍,再量自己画的)

    最后量得,确实是四个都对。

    这个方法我可以告诉您,我在《说题King - 一道很难的题(说题King 第6集)》中也说过了这种方法,只不过是以玩笑的形式说的。

 6.2 为什么这个思想成立

    只要您用类比思想试过发现这道题只有一种图的话,这个思想是绝对成立的。因为事实大于雄辩对吧。

    一般地,这种思想只能用在选择题、填空题或者让您推测两条线段(两个角)的关系并证明的解答题的猜测部分。


7 舍近求远思想(原创

    舍近求远一直都不是支持普通生用的方法。但是这是个方法,而不是为了整活而整活。

    7.1 什么是“舍近求远思想”

    舍近求远,顾名思义,就是摄取简单的方法,用绕一个弯子的方法。这其实用一张图可以理解:

禁止超车


    虽然不是本意,但是可以理解为不走线段(两点之间线段最近)而绕弯。

    那这么说感觉用不上啊?不,看回这道题:

一道数学几何题

    又是这道题。通过类比思想,我们知道它证明不了全等,这就是简单的方法,但不成立,所以舍近;实际上这道题是先过点Q分别作QM⊥AC交AC于点M,QN⊥OD交OD于点N,QP⊥AB交AB于点P。作完这几条辅助线后,您就会通过疯狂联想思想想到了角平分线的性质,得到QM=QP,QN=QP,∴QM=QN,∴OQ平分∠COD. 这就难了一些,所以求远

 7.2 为什么这个思想成立

    如果您的数学很好甚至比我的还好,那相信您肯定跟我一样在做数学练习时十分无聊,一般会用舍近求远的方法去做题,用于消遣和打发时间。往往这时,您就会发现,有些题不用这种方法而用简单的方法解根本解不了,而且做这题时,您是想着用更难跟复杂的方法的。所以这个思想是成立的。

    (注:这里的舍近求远的“近”指的是“简单的思路”;“远”指“复杂的思路”)



只有七个思想,但是也够您理解、背和消化很久了。这些都是我用的方法,希望您能用上!


祝您天天开心!

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