要学会猜想

官国保

学习数学离不开解题,要解题就必须寻找解题途径,每个同学都希望自己在解题时能够迅速、准确地找到解题途径。 要达到这个目的,就必须在学好基础知识的同时,掌握一些科学的思考问题的方法。这里仅向同学们介绍一种平常较少提到却行之有效的思考方法——猜想。

猜想是对事物发展规律或变化方向做出的一种“试探”性判断。这种判断并没有经过严密的推理和验证。虽然解数学题要求言必有据、严密推理, 但在考虑问题的过程中不必过分拘泥于此,在尚未发现题目中蕴藏的某些规律或还未明确解题方向之前,我们不妨先做出一些猜想,再设法判断所作猜想的正确与否。如果猜想不正确,还可进行新的猜想,这样,可以启迪思维, 帮助我们确定解题的“主攻方向”,关于猜想在解题中的作用,同学们不妨从下面几道题目的分析过程中去细心地体会。

例 1.⊙O 的两弦 AC 与 BD 垂直相交于 P,则不论两弦位置如何,PA2+PB2

+PC2+PD2 为定值。

分析:⊙O 为已知,则其半径 R 为定值。⊙O 中互相垂直的两弦 AC 与 BD 的交点 P 如果在特殊位置圆心上(图 1),则 PA2+PB2+PC2+PD2 显然取定值 4R2,由此不难得到一般情形下的解决办法:过 A 作直径 AM,连结 CM、DM、DA、CB(图 2),并应用勾股定理和平行弦定理,易证 PA2+PB2+PC2+PD2

=4R2。

在解这类求定值问题时,常常是先考虑特殊情况,猜想特殊情况的结果也就是一般情况的结果,再设法建立两者间的联系。

例 2.如图 3,过直角△ABC 的直角边 AB 的中点 D 作 DE⊥AC 于 E,交 CB 的延长线于 F,

求证:AD2DE·DF+AE·ECDE·EF=2.

分析:由于结论中所出现的线段较多,而且它们之间的数量关系不明显, 所以直接证明结论很困难。变换结论的形式行得通吗?显见,不论是去分母还是通分、移项,都无济于事,然而我们知道 2=1+1,于是猜想:结论中左边两个式子可能分别都等于 1.(一个突破性的念头!)若是这样,问题就解决了。 不妨试着证明 AD2DE·DF=1,即证 AD2=DE·DF,亦即证 ADDE = DFAD,而 AD=DB,所以只要证明 ADDE=DFDB,即证△ADE∽△FDB,根据题设条件,很快就能得证;同理亦可证 AE·ECDE·EF=1.猜想在解题中起了关键作用。

例 3.已知 x+y+z≠0,且 xy+x=a,yz+x=b,zx+y=c,求证:a1

+a+b1+b+c1+c=1.

分析:在探索这类题目的解题途径时,同学们大部会注意抓住十分显眼的“大”条件:xy+x=a,yz+x=b,zx+y=c,(一般会将这些式子代入待证式的左边),而往往容易忽视不显眼的“小”条件:x+y+z≠0,倘若对这一条件深思一番,可以追究一下为什么要规定 x+y+z≠0,由此很自然地会猜想;解题过程中,分母可能出现“x+y+z”!怎样才能使分母中出现“x+y+z”呢?联想合比定理即有:xx+y+z=a1+a,同理,yx+y+z= b1+b,zx+y+z=c1+c.到此,证明结论便是轻而易举的事了(这种解法比直接代入法要简捷得多)。

猜想又一次引导我们走向成功之路!

从上面的分析中我们看到,猜想时常常要抓住题目中的“蛛丝马迹”进行“追踪”,“探测”,所以,在解题时同学们要细致观察式子或图形的特点,善于利用题目给定的各种条件,充分展开想象的翅膀,大胆地提出合理的猜想。