陳賢兵
摘 要:就數(shù)形結(jié)合思想在解題中的應(yīng)用問題,從“以形助數(shù)”“以數(shù)輔形”“化數(shù)為形”“以形論數(shù)”四個(gè)方面進(jìn)行了研究。
關(guān)鍵詞:數(shù)形結(jié)合;函數(shù)圖象;向量;復(fù)數(shù);圓
著名數(shù)學(xué)家華羅庚常把數(shù)學(xué)引入詩,闡述哲理。他曾經(jīng)這樣寫道:數(shù)形本是相倚依,怎能分作兩邊飛。數(shù)缺形時(shí)少直覺,形少數(shù)時(shí)難入微。數(shù)形結(jié)合百般好,隔離分家萬歲休。幾何代數(shù)統(tǒng)一體,永遠(yuǎn)聯(lián)系莫分離。此詩把數(shù)學(xué)的具體形象——數(shù)形結(jié)合的思維方式作為載體,用節(jié)奏鮮明、生動有趣的語言,把學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的方法進(jìn)行了辨證的闡述,體現(xiàn)了數(shù)形結(jié)合思想方法的重要性。以下我通過分析解決問題來體現(xiàn)數(shù)形結(jié)合思想的重要性。
一、以形助數(shù)
利用函數(shù)圖象探討方程的根及其分布。
在平面直角坐標(biāo)系中作出兩個(gè)函數(shù)的圖象,如圖1,可直觀地看出兩曲線有3個(gè)交點(diǎn)。
二、以數(shù)輔形
利用坐標(biāo)向量解決三角問題。
這題是2005年湖北的一道高考題。這題若用正弦定理或余弦定理較為復(fù)雜。利用坐標(biāo)向量,使得運(yùn)算更為簡單。但要確保兩個(gè)函數(shù)圖象都易作。在中學(xué)數(shù)學(xué)中,學(xué)生的常規(guī)思路是將利用平方法將無理不等式轉(zhuǎn)化為有理不等式求解,以解脫根式的糾纏與困擾。但與此同時(shí),需嚴(yán)格注意不等式兩邊的等號,往往運(yùn)算煩瑣冗長。若我們細(xì)心觀察,抓住題目特征,因題定法,選擇合理的途徑,則可避開討論,優(yōu)化解題過程,提高解題效率。
三、化數(shù)為形,以形論數(shù)
有時(shí)在解題中,就數(shù)論數(shù),往往會受阻,這時(shí)我們可應(yīng)用逆向思維,先把“數(shù)”對應(yīng)的“形”畫出,再結(jié)合“形”去思考“數(shù)”,就會加大透明度,找到簡捷準(zhǔn)確的解題方法。
例3.已知復(fù)數(shù)Z的模為2,求Z-i的最大值。
如果用數(shù)形結(jié)合的方法來思考這道題,由Z=2知,Z表示以原點(diǎn)為圓心,以2為半徑的圓。Z-i表示圓上到點(diǎn)(0,1)的距離。由圖2可知其最大值,顯然是過點(diǎn)的最遠(yuǎn)端(0,2)到該點(diǎn)的距離3。
由上面的解題過程可知,數(shù)形結(jié)合是學(xué)好數(shù)學(xué)的一把鑰匙。它利用直觀的圖形來解題,巧妙地簡化了大量繁瑣的計(jì)算和邏輯推理過程,解題簡潔明了。
在中學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中,我們應(yīng)經(jīng)常引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)圖形的直觀性研究數(shù)與式之間的關(guān)系。通過運(yùn)用數(shù)形結(jié)合的思想來培養(yǎng)學(xué)生的解決問題的能力。
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