張銀光
摘 要: 作為數(shù)學(xué)解題中常用的方法,數(shù)形結(jié)合法可以使抽象思維轉(zhuǎn)變成形象思維,有利于問題的直觀生動(dòng)表達(dá)。數(shù)形結(jié)合法是解決數(shù)學(xué)問題中最基本、最常用的思想方法之一,熟練掌握數(shù)形結(jié)合法在數(shù)學(xué)教學(xué)中起到關(guān)鍵作用。
關(guān)鍵詞: 數(shù)形結(jié)合方法 高中數(shù)學(xué) 教學(xué)應(yīng)用
空間形式和數(shù)量關(guān)系相結(jié)合進(jìn)行處理數(shù)學(xué)問題的方法,稱之為數(shù)形結(jié)合法。數(shù)學(xué)題目中的幾何圖形中蘊(yùn)藏著相應(yīng)的數(shù)量關(guān)系,數(shù)量關(guān)系也通過直觀性的圖形作出宏觀形象的描述。在解決問題的過程中出現(xiàn)的形的問題要借助數(shù)去思考,分析研究代表的數(shù)含義,數(shù)的問題利用形來觀察,發(fā)現(xiàn)理解形的幾何意義。數(shù)形結(jié)合是一個(gè)數(shù)學(xué)思想方法,包含“以形助數(shù)”和“以數(shù)輔形”兩個(gè)方面,一是以形助數(shù),數(shù)和形是一種對應(yīng)的關(guān)系,對于比較抽象的數(shù)量關(guān)系,我們可以發(fā)揮形的形象直觀的優(yōu)勢,這樣不僅能表達(dá)更多的數(shù)字信息,而且將數(shù)量問題轉(zhuǎn)化為圖形問題,并通過對圖形的剖析尋求解決數(shù)的問題就簡單多了。二是以數(shù)輔形,雖然形有形象、直觀的優(yōu)點(diǎn),但是在確定數(shù)量的方面還得借助數(shù)的復(fù)雜計(jì)算,比如對于較復(fù)雜的幾何形狀就得將圖形具體至數(shù)字化,明確題中所給條件和要解決的問題,分析已給出條件和目標(biāo)的特點(diǎn)和性質(zhì),理解它們在圖形中的重要幾何意義,把圖形用代數(shù)式表達(dá)出來,最后利用相應(yīng)的公式或定理解決問題巧妙結(jié)合數(shù)量關(guān)系和空間形式尋找解題思路,下面舉例說明數(shù)形結(jié)合思想的妙用.
例1:函數(shù)y=的圖像與函數(shù)y=2sinπx(-2≤x≤4)的圖像所有交點(diǎn)的橫坐標(biāo)之和為?搖
解題思路:很顯然本題如果拋開函數(shù)圖像是無法進(jìn)行求解的,因?yàn)橐粋€(gè)是常規(guī)反比例函數(shù)模型,一個(gè)是三角函數(shù)模型,二者無法直接進(jìn)行“溝通”;但是我們在同一坐標(biāo)系中畫出兩個(gè)函數(shù)圖像就會(huì)有驚人的發(fā)現(xiàn):這兩個(gè)本不相干的函數(shù)都是中心對稱圖形,并且有一個(gè)共同的對稱中心(1,0),由此可知點(diǎn)A,H;B,G;C,F(xiàn);D,E都是關(guān)于點(diǎn)(1,0)對稱的,所以本題答案就應(yīng)該是8.
數(shù)形結(jié)合的應(yīng)用也分為兩種情況,一是借助于數(shù)的規(guī)范嚴(yán)密性與精密性闡明形的屬性,即為數(shù)為手段,形為目的。二是借助形的直觀性與生動(dòng)性闡明數(shù)之間的聯(lián)系,即以形為手段,數(shù)為目的。數(shù)形結(jié)合法相關(guān)的內(nèi)容可分為五種。一是函數(shù)與圖像的對應(yīng)關(guān)系;二是實(shí)數(shù)與數(shù)軸上的點(diǎn)的對應(yīng)關(guān)系;三是曲線與方程的對應(yīng)關(guān)系;四是以幾何元素和幾何條件為背景建立起來的概念,如復(fù)數(shù)、三角函數(shù)等;五是所給的等式或代數(shù)式的結(jié)構(gòu)含有明顯的幾何意義。
例2:當(dāng)x∈(1,2)時(shí),不等式(x-1)恒成立,則a的取值范圍為?搖 ?搖.
解題思路:本題是筆者在教學(xué)中遇到的一個(gè)非常典型的例子,特別是放在高三綜合練習(xí)中,很多學(xué)生看到此題都會(huì)從恒成立角度思考問題,有些學(xué)生考慮函數(shù)單調(diào)性,有些學(xué)生甚至對函數(shù)進(jìn)行求導(dǎo)數(shù),但是最后結(jié)果弄得非常復(fù)雜而無法進(jìn)行下去。但是如果在平時(shí)學(xué)習(xí)中對數(shù)形結(jié)合有較深刻的認(rèn)識,此題就會(huì)豁然開朗,在同一坐標(biāo)系中畫出上述兩個(gè)函數(shù)圖像就很容易得出,當(dāng)01時(shí)只需要滿足logx≥1即可,從而就出1 運(yùn)用數(shù)形結(jié)合思想解決數(shù)學(xué)問題,尤其是在高考數(shù)學(xué)中的選擇題解題方面可以減少很多計(jì)算量,從而為其他題目的解答贏得時(shí)間,同時(shí)需要學(xué)生牢固識記各類函數(shù)圖像的主要特點(diǎn),在圖像畫準(zhǔn)確的前提下,題目才可以迎刃而解。數(shù)形結(jié)合思想是貫穿整個(gè)高中數(shù)學(xué)教學(xué)的重要結(jié)題思路,也是學(xué)生理解數(shù)學(xué)知識、強(qiáng)化記憶的重要手段。通過數(shù)形結(jié)合思想的應(yīng)用,有助于提高學(xué)生解題速度,有助于提高學(xué)生分析問題的能力,有助于優(yōu)化學(xué)生解題策略,最終將復(fù)雜問題簡單化、抽象問題具體化,并達(dá)到解題目的。在日常教學(xué)中,教師需要不斷將數(shù)形結(jié)合思想滲透給學(xué)生,教給他們靈活運(yùn)用,同時(shí)注意避免學(xué)生過分注重?cái)?shù)形結(jié)合,而忽略了其他教學(xué)思想的作用,數(shù)學(xué)是一門理解與應(yīng)用并重的學(xué)科,要求學(xué)生在理解知識的基礎(chǔ)上加強(qiáng)應(yīng)用。