怎样解题---数学思维新方法

所谓万事开头难,解题也是一样。当我们面对一道问题,我们应该从哪里开始呢?
应该从题目的叙述开始,让自己熟悉题目并且理解题目。

请注意,这个过程听起来挺平常的,实际上至关重要。因为理解题目的过程,就是你制定目标的过程。你的目标越清晰,你越知道自己接下来应该用什么样的策略对待这道题目,同时,你也能把更多的注意力放到解题的过程中。
你可能会说,我知道理解题目很重要,但是你光这么说,看不懂的题我还是看不懂啊。别着急,这几种非常好用的方法,帮助我们更快速地理解题目。
第一种方法,叫做类比。核心的策略是,找一种我们熟悉的东西,它的特性和题目类似,这样,我们就能借助熟悉的东西去理解陌生的东西。
比如,爱因斯坦对时间的描述,这就是一个类比。他认为时间就像一个空间上的坐标轴,有长短,有方向,有刻度。但是,这是时间的真实状态吗?未必。但是,只有通过这种类比的方式,我们才能用空间,这个熟悉的东西,去理解时间这个陌生 的东西。
这就是类比的最大好处,能将陌生的问题转化为熟悉的问题。而这恰恰是数学家们最擅长的。
有一个笑话:一位数学家想改行,去消防队应征消防员,消防队长说那我面试一下你,带数学家去了消防队后边的小巷,巷子里有一间仓库,一个消防栓和一卷软管。
消防队长问:「如果仓库起火了,你怎么办呢?」数学家说:「我把软管接在消防栓上,打开水龙头,把火浇灭。」
消防队长说:「不错不错。那如果仓库没有起火,你怎么办呢?」数学家想了半天,说:「那我就把仓库点着。」消防队长说:「啊?为什么啊?」
数学家说:「这样,我就把问题简化为一个我已经解决过的问题了。」
这个段子是吐槽数学家的,实际情况当然不会这样,但是我们能看出一点,那就是用已经解决过的问题,去类比尚未解决的问题,这是数学家们经常使用的思维方式。
第二种方法是借助图形。在分析题目时,能不用公式就不用公式,可是只要能用图形,就一定要去画图。
如果面对的是几何问题,我们当然要画图,可是面对其他问题,我们也可以用图形帮助我们理解题目。
第三种方法叫做分解和重组。
这个方法的核心策略,是像电影镜头一样,在整体和细节之间切换观察。
为什么要切换观察呢?因为如果你深入到细节中去,就有可能在细节中迷失自我。它们会阻碍你对要点投入足够的注意力,甚至会使你全然看不到要点。
但困难在于,我们事先不可能知道哪些细节最终会是必要的,那些又不会是。如果全不看细节,只考虑整体,又未必能深入理解题目。
所以,聪明的做法是,切换视角。先整体观察题目,然后观察细节,一个细节打动了你,于是你对它集中注意力,接下来再观察另一个细节,每个细节都观察到之后,再回到整体。
最后是把不同的细节组合起来,看看能不能有新的收获。
这么介绍三种方法,可能会显得有些空泛,别着急,一会儿我会用一道具体的题目举例,看看这些方法怎样应用。
咱们先总结一下三个方法的共性,回过头来看,三种方法的背后,其实是一个基本策略,那就是尽可能清晰、生动地使整个题目形象化。如果能把抽象的概念变得形象化,就说明你已经成功地理解题目了。
除此之外,在理解问题的时候,你要死死盯住一点,什么呢?就是题目中的未知量。
咱们用一道具体的问题举例,来看看这些方法怎么使用。你放心,这道题中既没有烧脑的定理,也没有复杂的数字,这道题是这样的:一只熊向正南走一公里,然后改变方向,向正东走一公里,然后再向正北走一公里,此时它正好回到了起点,请问,这只熊是什么颜色的?
这道题听起来不复杂,不过答案也不太容易想出来。咱们一起来分析一下,这道题的未知量是什么?是一只熊的颜色。但是怎么能从数学数据中得出一只熊的颜色呢?这就有点奇怪。
那咱们再看已知量,进入到细节中,你可以在纸上画一张图,就会发现,正常情况下,向南一公里,向东一公里,再向北一公里,应该再向西走一公里,才能回答出发点,为什么这只熊按照题目描述的方式,只走了三公里,就回到出发点呢?
这个矛盾点,才是这道题真正的未知量。
那咱们把这些细节组合一下,走三条线,回到起点,那就应该是个三角形。
向南、向东、再向北,可以走出一个三角形吗?
有了。站在北极点,朝着任何一个方向走,都是向南走,而从任何一个位置向着北极点走,都是向北走。这样,这只熊从北极点出发,向南、向东、向北,就可以走一个三角形,回到出发点。
既然是北极点附近,那么这只熊应该是一只北极熊,当然就是白色的。
你看,抓住未知量,你就抓住了问题的关键。类比、画图,还有分解和重组,这些方法能帮助你更好地理解题目。
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