摘 要:近些年高中數(shù)學(xué)持續(xù)推進(jìn)課程改革,不斷推廣應(yīng)用各類(lèi)教學(xué)理念。本文中以數(shù)形結(jié)合思想為切入點(diǎn),分析其在高中數(shù)學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用,推動(dòng)數(shù)學(xué)教學(xué)質(zhì)量的提升。
關(guān)鍵詞:高中數(shù)學(xué);數(shù)形結(jié)合;應(yīng)用分析
數(shù)學(xué)作為一門(mén)應(yīng)用型學(xué)科,本身具有邏輯性、科學(xué)性。數(shù)學(xué)知識(shí)相對(duì)枯燥,特別是高中數(shù)學(xué)難度較大,要求學(xué)生具備相應(yīng)的邏輯推理、空間想象等能力,因此做好相關(guān)研究具有現(xiàn)實(shí)意義。
一、 數(shù)形結(jié)合法分析
將數(shù)學(xué)問(wèn)題與數(shù)學(xué)圖形相結(jié)合的方法就是數(shù)形結(jié)合。數(shù)學(xué)問(wèn)題解決時(shí)很多都與圖形存在關(guān)系,如代數(shù)、幾何及函數(shù)等,這些問(wèn)題與拋物線、幾何圖形及坐標(biāo)等存在關(guān)系。數(shù)學(xué)問(wèn)題解決過(guò)程中將抽象問(wèn)題轉(zhuǎn)為具體的圖形問(wèn)題,可以大幅度地降低解題難度。
如測(cè)量一天溫度的變化時(shí),測(cè)量者可以將不同時(shí)間的溫度變化記錄下來(lái),接著構(gòu)建坐標(biāo),將各時(shí)間段的溫度標(biāo)注在坐標(biāo)系上,將這些點(diǎn)連接成線,就可以在坐標(biāo)系上清楚地看見(jiàn)一天溫度的變化情況。再如,解決函數(shù)問(wèn)題時(shí),可以將二元一次方程得到代表性點(diǎn)標(biāo)注清楚,又將這些點(diǎn)連接在一起,將函數(shù)數(shù)學(xué)關(guān)系直觀地展現(xiàn)出來(lái)。數(shù)形結(jié)合作為一種數(shù)學(xué)問(wèn)題的轉(zhuǎn)換形式,將已知條件標(biāo)注在圖形中,找尋已知條件與所求問(wèn)題的關(guān)系,又可以鍛煉學(xué)生的思維轉(zhuǎn)換能力與邏輯推理能力,促進(jìn)教學(xué)效率的提升。此外,數(shù)形結(jié)合法可以讓學(xué)生從不同角度思考問(wèn)題,有利于提高其創(chuàng)新意識(shí)與能力。
二、 數(shù)形結(jié)合法應(yīng)用
(一) 統(tǒng)計(jì)問(wèn)題處理分析
在處理統(tǒng)計(jì)問(wèn)題時(shí),經(jīng)常會(huì)要求學(xué)生根據(jù)題目給出的數(shù)據(jù),判斷出變量之間是否具有關(guān)聯(lián)性。這需要學(xué)生統(tǒng)計(jì)和計(jì)算的數(shù)據(jù)量極為龐大,這時(shí)逐一計(jì)算的效率必定十分低下,而且學(xué)生容易產(chǎn)生心理壓力和畏難情緒,在這種情況下計(jì)算出錯(cuò)率也會(huì)快速加大。但如果利用數(shù)形結(jié)合法就很容易解決這類(lèi)問(wèn)題,而且能有效降低計(jì)算的難度和學(xué)生的心理壓力。學(xué)生根據(jù)題目給出和自己收集到的數(shù)據(jù)繪成散點(diǎn)圖,可以不通過(guò)詳細(xì)計(jì)算就能得出變量之間的關(guān)系。比如,如果圖像中數(shù)據(jù)點(diǎn)大都分布在一條直線附近,就能確定變量間呈現(xiàn)線性相關(guān)關(guān)系,否則就不存在線性相關(guān)。如此,學(xué)生利用數(shù)形結(jié)合法能有效簡(jiǎn)化統(tǒng)計(jì)問(wèn)題,降低計(jì)算難度和計(jì)算量,進(jìn)一步提高和加快數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)效率。
例如,在學(xué)習(xí)“概率”時(shí),教師就可以以籃球比賽為例創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境:現(xiàn)有甲、乙兩隊(duì)進(jìn)行比賽,甲隊(duì)一場(chǎng)比賽獲勝的概率為P,乙隊(duì)一場(chǎng)比賽獲勝的概率為1P,要保證甲隊(duì)獲勝,是比一場(chǎng)好還是三場(chǎng)好?
教師可以先引導(dǎo)學(xué)生分析甲隊(duì)比一場(chǎng)和三場(chǎng)獲勝的概率:
當(dāng)P>0.5時(shí),三局兩勝制明顯對(duì)甲隊(duì)有利,當(dāng)P<0.5時(shí)則明顯不利;然后,引導(dǎo)學(xué)生對(duì)結(jié)果進(jìn)行解釋?zhuān)杭碢>0.5時(shí),即甲隊(duì)在一場(chǎng)比賽中獲勝的概率較大,甲隊(duì)實(shí)力強(qiáng),可以利用三局兩勝制定輸贏,這時(shí)甲隊(duì)獲勝的希望大;當(dāng)P<0.5時(shí),甲隊(duì)在一場(chǎng)比賽中獲勝的概率較小,實(shí)力弱,這時(shí)需要以一局定輸贏。
可以直接通過(guò)圖形將雙方概率展現(xiàn)出來(lái),直觀而形象。
(二) 圖形轉(zhuǎn)為代數(shù)
雖然圖形具有形象、直觀的優(yōu)勢(shì),但也存在一定不足,計(jì)算精準(zhǔn)性與邏輯性不足,特別是一些數(shù)學(xué)問(wèn)題解決時(shí)存在明顯弊端,依靠圖形無(wú)法解決問(wèn)題,而且容易出現(xiàn)問(wèn)題。因此可以借助數(shù)形結(jié)合法將圖形轉(zhuǎn)為代數(shù)語(yǔ)言,解決問(wèn)題。
例 設(shè)f(x)=x2-2ax+2,若x在[-1,+∞)區(qū)間取值時(shí),f(x)>a恒成立,求a的范圍。
解:由x在[-1,+∞)區(qū)間取值時(shí),f(x)>a恒成立,可以得出:x2-2ax+2-a>0恒成立。
(三) 應(yīng)用于函數(shù)問(wèn)題
高中數(shù)學(xué)解題過(guò)程中,單純的數(shù)、形題都不是很完善,兩者相輔相成。部分?jǐn)?shù)學(xué)問(wèn)題解題時(shí)利用數(shù)形結(jié)合法,可以有效解決問(wèn)題。如靜態(tài)函數(shù)問(wèn)題解決時(shí),可以通過(guò)坐標(biāo)系-圖像的動(dòng)態(tài)表達(dá),詳細(xì)闡述問(wèn)題,降低解題難度。函數(shù)的不足可以由形象、直觀的圖像表達(dá)出來(lái)。函數(shù)解析式計(jì)算精準(zhǔn),又能彌補(bǔ)圖像的不足,因此結(jié)合兩者具有現(xiàn)實(shí)意義。高中數(shù)學(xué)解題時(shí)數(shù)形結(jié)合主要用于解決函數(shù)問(wèn)題,一些代數(shù)變化也可以通過(guò)直線、圓錐曲線圖形表達(dá)出來(lái),提高解題速度與準(zhǔn)確性。
例 設(shè)圓(x-2)2+y2=3上的任意一點(diǎn)為M(x,y),求(x-y)的最小值與最大值。
解:設(shè)x-y=b,圓的方程可以變?yōu)閥=x-b,直線與圓相切,y軸上直線的截距就是-b,如圖2所示,(x-y)min=b1,(x-y)max=b2。
從這個(gè)例題的解決可以知道,高中數(shù)學(xué)教學(xué)中運(yùn)用數(shù)形結(jié)合方法,既能方便解題,又能實(shí)現(xiàn)將抽象知識(shí)轉(zhuǎn)為形象知識(shí)的目的,在培養(yǎng)學(xué)生數(shù)學(xué)思維的基礎(chǔ)上,增加解題方法,可以推動(dòng)學(xué)生數(shù)學(xué)成績(jī)的提高。
三、 結(jié)語(yǔ)
綜上所述,高中數(shù)學(xué)教學(xué)過(guò)程中,教師應(yīng)該重視運(yùn)用解題方法。數(shù)形結(jié)合就是一種有效的解題方法,可以拓展學(xué)生的解題思路與思維、豐富解題方法,具有實(shí)際推廣意義。
參考文獻(xiàn):
[1] 陳大偉.高中數(shù)學(xué)教學(xué)中數(shù)形結(jié)合法的運(yùn)用探討[J].中國(guó)校外教育,2014(S1):23.
[2] 黃迪.“數(shù)形結(jié)合”思想在中學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用[J].中外企業(yè)家,2015(3):78.
[3] 宋英海.數(shù)形結(jié)合思想在初中數(shù)學(xué)解題中的應(yīng)用[J].山西師范大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2015(S1):102-104.
作者簡(jiǎn)介:陳建勤,福建省龍巖市,龍巖四中。endprint