此篇是《数学的领悟 让你开窍的数学》(作者:罗增儒)读后笔记的第四篇。前三篇见:

《数学的领悟 让你开窍的数学》读后笔记1(介绍了在获取解题思路“三步走”策略中,需要对题目信息进行“有用捕捉”“有关提取”和“有效组合”

《数学的领悟 让你开窍的数学》读后笔记2(介绍了解题的心理过程一个具体实例

《数学的领悟 让你开窍的数学》读后笔记3(介绍了“怎样解题表”,及其简单应用)

本篇介绍差异分析法

差异分析法

我们先看一道例题:



大家可以尝试解一下这道题,先不往后看,方便的话自己在空白纸上写写算算,看有没有思路。因为直接看答案和做过之后看答案,是两种感受,而且也能对差异分析法有更好的理解。关于“理解与记忆”,张五常在《读书的方法》一文中提到,要“以理解代替记忆”“理解了的东西很容易记得”

启发式(heuristic)是有助于找到正确答案的一般性策略(Schoenfeld,2011)。因为生活中的许多问题(如职业选择、人际协调等)复杂曲折、表述含糊,也没有明确的算法,因此,发现或形成有效的启发式策略非常重要(Korf,1999)。下面就让我们来看一些启发式策
手段-目的分析(means-ends analysis)中,问题会被分解为几个中级或次级目标,然后个体需要找出达成中间或次级目标的方法
《教育心理学:主动学习版(原书第15版)》作者:[美]安妮塔·伍尔福克 [美]艾伦·L. 亚瑟,译者:伍新春、董琼、程亚华

我们有时在面对一个棘手问题时,会感到老虎吃天无从下口。这时如果问题适合采取“切香肠战术”,通过分解目标,逐个击破,就能有效解决问题。在这个过程中,我们就像登山一样一步步攀登,与山顶(目标)的距离也越来越近。下面要介绍的差异分析法,与上述“手段-目的分析”就有异曲同工之处

如果我们把题目的条件与结论之间的差异称为目标差,那么解题的实质就在于设计一个目标差不断减小的过程。通过不断寻找目标差、不断减小目标差而完成解题的思考方法,我们称为差异分析法

运用差异分析法要求我们做到三点

第一,通过题目中所出现的元素、元素间所进行的运算,以及元素之间所存在的关系去找出差异

第二,对于所找到的目标差,要运用基础知识和基本方法立即作出减小目标差的反应

第三,减少目标差的调节要一次又一次地发挥作用,使得目标差的减小能积累起来,以便逐步逼近乃至达到目标(即得到结论)。

运用差异分析法可以同时解决解题中两个最关键的问题从何处入手?向何方前进?

《数学的领悟 让你开窍的数学》 作者:罗增儒
从何处入手?

《数学的领悟 让你开窍的数学》读后笔记4
从上面我们可以看出,能否找到差异、缩小差异、逐步逼近是关键。找目标差,就是要找已知与未知,要找条件和结论之间的联系与区别。
二是x和y的系数呈现规律性,2:3=6:9
方程组(2)中我们也并不需要求出x和y,所以可以考虑把x和y都“消去”(不需要的最好通通消掉),而x和y的系数比例关系使“消去”成为可能。
公众号:文思数理集《数学的领悟 让你开窍的数学》读后笔记2

条件与结论中分别出现了哪些字母,字母的系数(如上面的例子)、“次数”运算符连接、组合结构相等不等,特殊数字如0和1等等。主动思考这些问题,从这些方面来找目标差入手,作为解题的突破口,进入“高强度用脑”状态,就算最后遇阻我们也并非原地踏步。

向何方前进?

找到目标差后,我们并非止步不前,而要继续前进,往哪里走呢?往缩小目标差的方向。导弹要精准的命中目标,需要有强大的制导系统,能定位自身和目标位置,测算出差距,能控制飞行姿态不断调整“指向”目标缩小目标,距离缩小到一定程度,boom的一声,成功击中目标。我们在缩小目标差的过程中,也需要进行这样的有效调控

运用差异分析法的一个实例

让我们回到一开始提出的例题。在了解差异分析法之前,我们先参考之前了解的内容(本书读后笔记1、2、3)尝试进行分析如下:

条件特征观察:①x,y,z互不相等;②有关于x,y,z三个字母的连等式,每个字母最高次数均为“一次”;③x,y,z均不为0(出现在分母上);④……

结论特征观察:①x,y,z同时存在,结构非常简单;②每个字母为“二次”,整体为“六次”;③有特殊值1;④……

观察之后进行试验与联想:

条件及推论:①x-y≠0,y-z≠0,z-x≠0,如果后面变形出有关式子且在等式两边可以消去;

结论及前提:

看起来很杂乱,感觉自己都被自己绕晕了。若我们有足够的时间,认真分析逐一尝试,也可以发现②-5和③-2的组合,继续将结论变形如下:


下面介绍原书按照差异分析法的分析思路,进行对比:

讲解:

条件和结论中都是三个字母x,y,z,这没有差别,目标差在于次数不同运算各别结构迥异

(1)在字母指数上,已知条件中的每一个字母都是以“一次”的形式出现,……而结论中每一个字母都是“二次”的,整体上是六次式,这启示我们升次,作乘法

(2)在运算方式上,已知条件是一个数与另一个数的倒数和,取分式的形式,而结论是一个整式,这启示我们一定要对运算的结构作变形,或者变出x,y,z,或者变出x²,y²,z²,或者变出xy,yz,zx,或者变出xyz 来。

《数学的领悟 让你开窍的数学》 作者:罗增儒