摘要:數(shù)學(xué)作為一門工具學(xué)科,在眾多科目學(xué)習(xí)中都發(fā)揮著重要作用。在解決數(shù)學(xué)問(wèn)題中會(huì)用到較多的數(shù)學(xué)思想,數(shù)形結(jié)合作為使用率較高的一種數(shù)學(xué)思想,通過(guò)數(shù)形結(jié)合方法能夠使得數(shù)學(xué)問(wèn)題更加直觀準(zhǔn)確,有利于對(duì)問(wèn)題的分析,進(jìn)而提高解題效率。
關(guān)鍵詞:數(shù)形結(jié)合;數(shù)學(xué)解題;應(yīng)用分析
引言:
所謂的數(shù)形結(jié)合就是在問(wèn)題分析過(guò)程中根據(jù)數(shù)與形之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系,實(shí)現(xiàn)數(shù)與形的轉(zhuǎn)化,進(jìn)而用其解決相關(guān)問(wèn)題,在具體分析中數(shù)形結(jié)合思想能夠“以形助數(shù),以數(shù)解形”,將復(fù)雜問(wèn)題簡(jiǎn)單化,抽象問(wèn)題形象化,通過(guò)數(shù)形結(jié)合有助于抓住數(shù)學(xué)問(wèn)題的本質(zhì),便于更快更準(zhǔn)確的解決問(wèn)題。本文主要對(duì)數(shù)形結(jié)合在解題中的應(yīng)用進(jìn)行分析。
一、數(shù)形結(jié)合在不同數(shù)學(xué)知識(shí)點(diǎn)中的應(yīng)用
數(shù)形結(jié)合思想在眾多數(shù)學(xué)問(wèn)題解決中都發(fā)揮著重要作用。數(shù)學(xué)知識(shí)學(xué)習(xí)中會(huì)涉及到較多內(nèi)容,因而在較多問(wèn)題解決中都可采用數(shù)形結(jié)合方法。數(shù)形結(jié)合可應(yīng)用到以下問(wèn)題分析中:
1、絕對(duì)值問(wèn)題
絕對(duì)值屬于數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)中的常見(jiàn)問(wèn)題,絕對(duì)值的學(xué)習(xí)對(duì)于有理數(shù)運(yùn)算的意義以及實(shí)際解題均有重要意義。在絕對(duì)值代數(shù)意義以及幾何意義理解過(guò)程中可采用數(shù)形結(jié)合。尤其是在有理數(shù)計(jì)算過(guò)程中出現(xiàn)的絕對(duì)值,可將其通過(guò)數(shù)軸的形式展示出來(lái),根據(jù)數(shù)軸快速做出判斷。
2、數(shù)學(xué)方程以及數(shù)學(xué)不等式
數(shù)學(xué)中的方程問(wèn)題可以通過(guò)轉(zhuǎn)化成為不同函數(shù)對(duì)應(yīng)的交點(diǎn)問(wèn)題,對(duì)于方程組而言,同樣的可以將其轉(zhuǎn)化為不同函數(shù)圖像對(duì)應(yīng)曲線的交點(diǎn)問(wèn)題,實(shí)現(xiàn)了代數(shù)知識(shí)和幾何知識(shí)的有機(jī)結(jié)合。對(duì)于不等式而言,仍然可以將其轉(zhuǎn)化為對(duì)應(yīng)的函數(shù)圖像,然后依據(jù)不等式成立的條件對(duì)不等式取值范圍做出分析。如一次函數(shù)圖像為直線,二次函數(shù)圖像為拋物線;反比例函數(shù)圖像為拋物線;三角函數(shù)圖像為正弦式曲線等,掌握這些常見(jiàn)函數(shù)的圖像對(duì)于解決相關(guān)數(shù)學(xué)問(wèn)題具有重要作用[1]。
3、線性規(guī)劃問(wèn)題
線性規(guī)劃問(wèn)題在實(shí)際生活中應(yīng)用較多,比如:人力調(diào)配、資源利用等,由于線性規(guī)劃問(wèn)題實(shí)際應(yīng)用范圍較廣,因而關(guān)于這方面的知識(shí)在學(xué)習(xí)中國(guó)也得到了高度重視。線性規(guī)劃問(wèn)題在分析中主要是根據(jù)約束條件、線性約束條件、目標(biāo)函數(shù)、現(xiàn)行目標(biāo)函數(shù)等求解出對(duì)應(yīng)的可行解和可行域,然后確定出在函數(shù)最大值或者最小值情況下對(duì)應(yīng)的可行解。在線性規(guī)劃問(wèn)題解決中通過(guò)數(shù)形結(jié)合有助于明確可行解。
4、三角函數(shù)問(wèn)題
三角函數(shù)圖象和性質(zhì)屬于平面三角中的重要內(nèi)容,三角函數(shù)具有周期性以及“多對(duì)一”的特性,在三角函數(shù)的單調(diào)性、三角函數(shù)某一區(qū)間大小比較等方面,可采用數(shù)形結(jié)合思想,根據(jù)不同三角函數(shù)圖像對(duì)其做出判斷和分析。借助于三角函數(shù)圖像實(shí)現(xiàn)三角函數(shù)和代數(shù)函數(shù)的組合,使得相關(guān)問(wèn)題解決更加便捷。
數(shù)學(xué)結(jié)合思想作為一種重要的數(shù)學(xué)思想,在解決數(shù)學(xué)問(wèn)題中發(fā)揮著重要作用。當(dāng)然實(shí)際應(yīng)用范圍較廣,在實(shí)際數(shù)學(xué)問(wèn)題分析中可根據(jù)具體的問(wèn)題考慮是否采用數(shù)形結(jié)合。
二、數(shù)形結(jié)合在解題中的應(yīng)用思路
數(shù)形結(jié)合在相關(guān)問(wèn)題分析中主要從三個(gè)方面進(jìn)行應(yīng)用,其一就是將數(shù)學(xué)問(wèn)題轉(zhuǎn)化為圖形問(wèn)題,根據(jù)給出的數(shù)學(xué)問(wèn)題繪制對(duì)應(yīng)的圖形。當(dāng)然繪制圖像的前提就是掌握不同函數(shù)圖像、幾何知識(shí)圖像等,對(duì)于給出的問(wèn)題能夠繪制圖像,這樣才能實(shí)現(xiàn)數(shù)形結(jié)合;其二就是能夠從給出的圖形中捕捉到關(guān)鍵信息,對(duì)于直觀無(wú)法做出判斷的,可對(duì)部分圖象進(jìn)行賦值,進(jìn)而得出相應(yīng)的規(guī)律;其三就是兼顧數(shù)學(xué)知識(shí)和圖形,實(shí)現(xiàn)數(shù)形互變,同時(shí)將原有問(wèn)題轉(zhuǎn)化為圖形以及數(shù)學(xué)知識(shí)。
三、數(shù)學(xué)問(wèn)題解決中數(shù)形結(jié)合實(shí)例分析
1、數(shù)形結(jié)合在方程解個(gè)數(shù)確定中的應(yīng)用
方程確定解個(gè)數(shù)過(guò)程中可采用數(shù)形結(jié)合思想,也就是將方程轉(zhuǎn)化為不同曲線交點(diǎn)問(wèn)題。然后通過(guò)繪制相應(yīng)的圖像對(duì)解的個(gè)數(shù)做出判斷。
比如:在方程X2-2X-3=a解的個(gè)數(shù)確定過(guò)程中,可將其轉(zhuǎn)化為兩個(gè)函數(shù)交點(diǎn)問(wèn)題,也就是函數(shù)y=a與函數(shù)y=|x2-2x-3|交點(diǎn)問(wèn)題。其中函數(shù)y=a的圖像為直線,而y=|x2-2x-3|的函數(shù)圖像可先做出拋物線y=x2-2x-3圖像,根據(jù)絕對(duì)值的意義,y始終為非負(fù)數(shù),因而需要將原有圖像中X軸線下方的圖像向上翻,最終得到函數(shù)y=|x2-2x-3|的圖像,根據(jù)兩者的交點(diǎn),可以對(duì)解的個(gè)數(shù)做出判斷。通過(guò)圖像分析后,可知,當(dāng)a<0的情況下,沒(méi)有交點(diǎn),無(wú)解;當(dāng)a=0或者a>4的時(shí)候,有兩個(gè)解;當(dāng)0 通過(guò)數(shù)形結(jié)合思想的應(yīng)用能夠直觀地對(duì)方程解個(gè)數(shù)做出判斷,提高解題效率。 2、在三角函數(shù)中的應(yīng)用 比如在函數(shù)y=(cosθ-cosα+3)2+(sinθ-sinα-2)2極值求解過(guò)程中,可將上述問(wèn)題轉(zhuǎn)化為兩個(gè)不斷變化點(diǎn)之間的距離問(wèn)題,其中一點(diǎn)坐標(biāo)為(cosθ,sinθ)另外一點(diǎn)坐標(biāo)為(cosα-3, sinσ+2),通過(guò)轉(zhuǎn)化,上述兩點(diǎn)對(duì)應(yīng)的軌跡方程為x2+y2=1以及(x+3)2+(y-2)2=1,兩者均為圓,根據(jù)繪制的圖形,可得到最大值和最小值,其中最大值為2+ ,最小值為 -2。 通過(guò)數(shù)形轉(zhuǎn)化將原本復(fù)雜的問(wèn)題轉(zhuǎn)化為簡(jiǎn)單問(wèn)題,然后借助于特殊函數(shù)的圖像特點(diǎn),完成問(wèn)題的分析和解答[2]。 結(jié)束語(yǔ): 數(shù)形結(jié)合思想作為一種重要的解題思路,在數(shù)學(xué)問(wèn)題分析中具有重要的應(yīng)用價(jià)值,大多數(shù)數(shù)學(xué)問(wèn)題都可以通過(guò)轉(zhuǎn)化繪制出對(duì)應(yīng)的圖形或者是根據(jù)圖像獲取關(guān)鍵信息,便于更好的解決各類應(yīng)用問(wèn)題。當(dāng)然數(shù)形結(jié)合方法應(yīng)用的前提就是明確數(shù)形結(jié)合思想,并對(duì)常見(jiàn)函數(shù)圖像、幾何知識(shí)性質(zhì)特點(diǎn)有全面了解,這樣在實(shí)際應(yīng)用中才能夠游刃有余。 參考文獻(xiàn): [1]陸一冰.試論數(shù)形結(jié)合思想在高中數(shù)學(xué)解題中的應(yīng)用[J].中國(guó)培訓(xùn),2016(22):204. [2]陳向前.數(shù)形結(jié)合在中學(xué)數(shù)學(xué)解題中的應(yīng)用[J].中外企業(yè)家,2014(33):171. 作者簡(jiǎn)介:張?jiān)歧?000.06.16—)女,漢族,陜西省漢中市人,高中學(xué)歷。