劉海燕
數(shù)形相結(jié)合就是把抽象的數(shù)學(xué)語(yǔ)言、數(shù)量關(guān)系與直觀的幾何圖形、位置關(guān)系結(jié)合起來(lái),通過(guò)“以形得數(shù)”或“以數(shù)解形”,即通過(guò)抽象思維與形象思維的結(jié)合,可以使復(fù)雜問(wèn)題簡(jiǎn)單化,抽象問(wèn)題具體化,從而達(dá)到簡(jiǎn)便、快速解題的目的。
函數(shù)是描述事物發(fā)展變化規(guī)律的一種表達(dá)形式,它比較抽象,學(xué)生比較難理解和掌握它的特性??v觀多年來(lái)的中考試題,巧妙運(yùn)用數(shù)形結(jié)合的思想方法解決一些抽象的數(shù)學(xué)問(wèn)題,可起到事半功倍的效果。教學(xué)多年,在函數(shù)這一塊,我始終貫穿數(shù)形相結(jié)合的思想方法來(lái)教學(xué),取得很好的教學(xué)效果。
數(shù)形結(jié)合思想簡(jiǎn)而言之就是把數(shù)學(xué)中“數(shù)”和數(shù)學(xué)中“形”結(jié)合起來(lái)解決數(shù)學(xué)問(wèn)題的一種數(shù)學(xué)思想,通過(guò)“數(shù)”與“形”之間的對(duì)應(yīng)和轉(zhuǎn)換來(lái)解決數(shù)學(xué)問(wèn)題。在中學(xué)數(shù)學(xué)的解題中,主要有三種類型:以“數(shù)”化“形”、以“形”變“數(shù)”和“數(shù)”“形”結(jié)合。
一、以“數(shù)”化“形”
學(xué)生在初中階段剛開(kāi)始接觸函數(shù),對(duì)函數(shù)的特點(diǎn)和性質(zhì)難以把握,而“形”具有直觀的優(yōu)點(diǎn),能表達(dá)較多具體的內(nèi)容。在中學(xué)函數(shù)教學(xué)過(guò)程中,借助于圖象研究函數(shù)的性質(zhì)是一種常用的方法,起著由抽象到直觀的定性作用。譬如,學(xué)生剛開(kāi)始接觸一次函數(shù)時(shí),由于是第一次接觸函數(shù),不知道一次函數(shù)的內(nèi)涵是什么?不知道一次函數(shù)有些什么性質(zhì)特點(diǎn)?利用一次函數(shù)中的“數(shù)”得到一次函數(shù)中的“形”,即一條直線,通過(guò)這條直線去探究一次函數(shù)的性質(zhì),讓學(xué)生對(duì)一次函數(shù)的性質(zhì)特點(diǎn)由抽象到具體、直觀,從而輕松掌握一次函數(shù)的性質(zhì)特點(diǎn)。
應(yīng)用舉例:
例1:已知二次函數(shù)y=-x2-4 x+2,當(dāng)x的取值范圍為-5≤x≤0時(shí),函數(shù)y的最大值為_(kāi)______。
[解析]:此題學(xué)生若不畫出圖形,易將x=-5或x=0代入求解,從而產(chǎn)生錯(cuò)解。
正確的解法為:根據(jù)題意畫出函數(shù)圖象,由圖象得知,函數(shù)y的最大值為頂點(diǎn)處的取值,即
二、以“形”變“數(shù)”
雖然形有形象、直觀的優(yōu)點(diǎn),但在定量方面還必須借助代數(shù)的計(jì)算,特別是對(duì)于較復(fù)雜 的“形”,不但要正確的把圖形數(shù)字化,而且還要留心觀察圖形的特點(diǎn),發(fā)掘題目中的隱含條件,充分利用圖形的性質(zhì)或幾何意義,把“形”正確表示成“數(shù)”的形式,進(jìn)行分析計(jì)算。
解題的基本思路: 明確題中所給條件和所求的目標(biāo),分析已給出的條件和所求目標(biāo)的特點(diǎn)和性質(zhì),理解條件或目標(biāo)在圖形中的重要幾何意義,用已學(xué)過(guò)的知識(shí)正確的將題中用到的圖形的用代數(shù)式表達(dá)出來(lái),再根據(jù)條件和結(jié)論的聯(lián)系,利用相應(yīng)的公式或定理等。
應(yīng)用舉例:
方法二:結(jié)合圖象,有更為簡(jiǎn)便的方法,方程ax-1=2,即為函數(shù)y=ax-1的圖象中y=2時(shí)對(duì)應(yīng)x的值,由圖象得知,x=1。因此,利用數(shù)形相結(jié)合的方法解題有時(shí)會(huì)更直觀,更簡(jiǎn)便。
三、“形”“數(shù)”互變
“形”“數(shù)”互變是指在有些數(shù)學(xué)問(wèn)題中不僅僅是簡(jiǎn)單的以“數(shù)”變“形”或以“形”變“數(shù)”而是需要“形”“數(shù)”互相變換,不但要想到由“形”的直觀變?yōu)椤皵?shù)”的嚴(yán)密還要由“數(shù)”的嚴(yán)密聯(lián)系到“形”的直觀。解決這類問(wèn)題往往需要從已知和結(jié)論同時(shí)出發(fā),認(rèn)真分析找出內(nèi)在的“形”“數(shù)”互變。一般方法是看“形”思“數(shù)”、見(jiàn)“數(shù)”想“形”。實(shí)質(zhì)就是以“數(shù)”化“形”、以“形”變“數(shù)”的結(jié)合。
應(yīng)用舉例:
函數(shù)圖象的幾何特征與數(shù)量特征緊密結(jié)合,體現(xiàn)了數(shù)形結(jié)合的特征與方法。
解決問(wèn)題的基本思路: 明確題中所給的條件,畫出基本準(zhǔn)確的圖形,根據(jù)作出或構(gòu)造出的圖形的性質(zhì)、幾何意義等,聯(lián)系所要求解(求證)的目標(biāo)去解決問(wèn)題。
運(yùn)用數(shù)形相結(jié)合思想,不僅直觀,而且易發(fā)現(xiàn)解題途徑,有時(shí)能避免復(fù)雜的推理計(jì)算,大大簡(jiǎn)化了解題過(guò)程。這在函數(shù)解題中更顯其優(yōu)越,要注意培養(yǎng)學(xué)生這種數(shù)形結(jié)合思想意識(shí),要爭(zhēng)取腦中有形,見(jiàn)數(shù)想形,以開(kāi)拓自己的思維視野。
(作者單位:廣西貴港市港南區(qū)第一初級(jí)中學(xué)537100)