漫談什么是解題

王惠

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漫談什么是解題

王惠

簡單地說，解題就是求出未知結(jié)論的過程。羅增儒先生說：“解題就是解決問題，即求出數(shù)學題的答案。這個答案在數(shù)學上也叫做解。所以，解題就是找出題的解的活動。小至一個學生算出作業(yè)的答案，一個教師講完概念的構(gòu)建與定理的證明，大至一個數(shù)學課題得出肯定或否定的結(jié)論，一個數(shù)學技術應用于實際、構(gòu)建出適當?shù)哪Ｐ偷?，都叫做解題?！?/p>

波利亞發(fā)現(xiàn)，在日常解題和攻克難題而獲得數(shù)學上的重大發(fā)現(xiàn)之間并沒有不可逾越的鴻溝。他說：“一個重大的發(fā)現(xiàn)可以解決一些重大的問題，但在求解任何問題的過程中，都會有點滴的發(fā)現(xiàn)。”“一個有意義的題目的求解，為解此題所花的努力和由此得到的見解，可以打開通向一門新的科學的大門?！?/p>

大家非常熟悉的哥尼斯堡七橋問題，歐拉解決了，也就是說，歐拉解答了這個問題，由此創(chuàng)立了圖論這個數(shù)學分支，即誕生了新的科學。像這樣的例子，在數(shù)學上不勝枚舉。這就驗證了波利亞上面的論述。

波利亞主張把解題作為培養(yǎng)學生的數(shù)學才能和教會他們思考的一種手段與途徑。這一主張得到了國際數(shù)學教育界的贊同。1976年，國際數(shù)學管理者委員會把解題能力列為十項基本技能的首位，美國數(shù)學教師聯(lián)合會理事會把解題提到了“1980年代學校數(shù)學教學的核心”之高度?？梢姡忸}對數(shù)學學習的重要。

例1“！”表示階乘運算，如2！=2×1，3！=3×2× 1，求！的值。

分析：將各階乘數(shù)轉(zhuǎn)化為乘法運算，并找出消掉一些數(shù)的方法。不然的話，直接計算會相當繁雜，也不是此題的本意。這就聯(lián)想到階乘運算中的公式：n· n！=（n+1）！-n！。通過觀察可知，公式左邊有點像題目的左邊，右邊出現(xiàn)了減法，那就有可能消掉某些數(shù)。沿著這個思路試試，也許會有驚喜。

例2n是自然數(shù)，n2+n+11是素數(shù)嗎？

分析：目前還沒有表示所有素數(shù)的公式，那么，可以肯定所表示的數(shù)不可能全是素數(shù)。這就需要找出n2+n+11能表示哪些素數(shù)。解題方向明確了，我們就可以開始尋找解題方法。顯然，n2+n+11在實數(shù)范圍內(nèi)不能分解因式，我們只能采取取值辦法一一驗證，找到結(jié)論。

解：記（fn）=n2+n+11，則分別令n=1，2，3，4，5，6，（fn）的值為13，17，23，31，41，53。顯然這些數(shù)都是素數(shù)。是不是（fn）表示的所有的數(shù)都是素數(shù)？還需要繼續(xù)驗證。

令n=7，8，9，（fn）分別為67，83，101。還要驗證嗎？要！

令n=10，（fn）=121=112，不是素數(shù)！

因此，n2+n+11所表示的數(shù)不全是素數(shù)。

例350條直線最多能將平面分成多少部分？

分析：50條直線，多了點吧？畫出50條直線來找答案，估計難以找到一個會這樣解的人！怎么辦？先畫幾條直線，從中找找分平面數(shù)的規(guī)律。

解：分別作出1條～5條直線分平面的情況，見下圖。

它們分平面的部分數(shù)分別為2，4，7，11，16。再將這5個數(shù)分解為2=1+1，4=1+1+2，7=1+1+2+3，11= 1+1+2+3+4，16=1+1+2+3+4+5。

這樣，規(guī)律就凸顯出來了。

我們從這3道題的解答過程中可以看到數(shù)學思維方法的運用。如靈活運用（n+1）！-n！=n·n！，將復雜的運算式子變得簡便；要否定一個命題，只要舉出一個反例即可；從最簡單的情形出發(fā)，遞推出結(jié)論。

解題過程中，很重要的一步就是要充分挖掘已知條件，顯性的、隱性的都要充分利用。如例1中，等式（n+1）！-n！=n·n！是不可能告訴你的，必須根據(jù)階乘的運算挖掘出來。如果沒有這個等式的運用，計算量將會大大增加。事實上，由條件挖掘隱性的東西是成功解題的關鍵。

（作者單位：安鄉(xiāng)縣圍庵小學）