摘 要:數(shù)形結(jié)合思想在我們中學(xué)數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)中是具有重要位置的,幾乎貫穿著我們學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的整個過程。運(yùn)用數(shù)形結(jié)合思想可以使復(fù)雜問題簡單化,抽象問題具體化,從而能夠在做題中達(dá)到事半功倍的效果。
關(guān)鍵詞:集合;函數(shù);解不等式;概率統(tǒng)計(jì)
一、 數(shù)形結(jié)合在集合中的應(yīng)用
集合的基本運(yùn)算包括交、并、補(bǔ),在解決這類運(yùn)算問題時我們經(jīng)常用到數(shù)形結(jié)合的思想,其形式有數(shù)軸、坐標(biāo)系、韋恩圖等。此類圖形能夠使集合問題變得簡單明了易于解決。
例:設(shè)集合S={x|(x-2)(x-3)≥0},T={x|x>0},則S∩T= 。(2016課標(biāo)Ⅲ)
分析:S={x|(x-2)(x-3)≥0}={x|x≤2或x≥3},在數(shù)軸上表示出集合S,T,如圖所示:
通過不等式的求解,可得集合S,在數(shù)軸上表示出集合S和集合T,然后在數(shù)軸上可以直觀地得到S∩T的結(jié)果=(0,2]∪[3,+∞)。
二、 數(shù)形結(jié)合在函數(shù)方面的應(yīng)用
數(shù)形結(jié)合與函數(shù)結(jié)合,一般就是先作出數(shù)量關(guān)系所對應(yīng)的函數(shù)圖像,然后根據(jù)圖像進(jìn)行分析,進(jìn)而解決問題。
例:如圖,函數(shù)f(x)的圖像為折線ACB,則不等式f(x)≥log2(x+1)的解集是 。
分析:此類函數(shù)題是較為簡單的一類題型,我們只需令y=log2(x+1),并作出該函數(shù)的圖像即可,如圖:
其中函數(shù)f(x)與y=log2(x+1)的圖像交點(diǎn)為D(1,1),結(jié)合圖像可知f(x)≥log2(x+1)的解集為{x|-1 三、 數(shù)形結(jié)合思想在解不等式方面的應(yīng)用 數(shù)形結(jié)合思想在解不等式方面的應(yīng)用就是要對不等式進(jìn)行變形,化為最簡不等式的同時并結(jié)合圖像對問題進(jìn)行研究,能夠起到化繁為簡的作用。 例:若x∈R,函數(shù)f(x)=2mx2-2(4-m)x+1與g(x)=mx的值至少有一個為正數(shù),則實(shí)數(shù)m的取值范圍是為 。(2018湖南湘東4月聯(lián)考) 分析:本題屬于需要討論的復(fù)雜問題,故在做題時應(yīng)先作圖,然后結(jié)合圖像進(jìn)行討論,如圖所示: 當(dāng)m<0且x趨于+∞時,函數(shù)f(x)=2mx2-2(4-m)x+1與函數(shù)g(x)=mx的值均為負(fù)值,不符合題意。當(dāng)m=0時,g(x)=0,f(x)=-8x+1,當(dāng)x≥18時,f(x)≤mx的值均為負(fù)值,不符合題意。當(dāng)m>0時,可知f(x)的圖像的對稱軸為x=4-m2m,f(0)=1>0,當(dāng)4-m2m≥0,即0 四、 數(shù)形結(jié)合思想在概率與統(tǒng)計(jì)方面的應(yīng)用 數(shù)形結(jié)合思想在概率與統(tǒng)計(jì)方面的應(yīng)用主要是根據(jù)各個事件畫出相應(yīng)的圖像,并從圖像中能夠直觀地觀察出整個事件的概率。 例:從區(qū)間[0,1]隨機(jī)抽取2n個數(shù)x1,x2,…,xn,y1,y2,…,yn,構(gòu)成n個數(shù)對(x1,y1),(x2,y2),…,(xn,yn),其中兩數(shù)的平方和小于1的數(shù)對共有m個,則用隨機(jī)模擬的方法得到的圓周率π的近似值為( )。(2016課標(biāo)Ⅱ) 分析:本題較為抽象,我們可利用數(shù)形結(jié)合思想根據(jù)題意建立一個數(shù)學(xué)圖形進(jìn)而直觀化。如圖: 數(shù)對(xi,yi)(i=1,2,…,n)表示的點(diǎn)數(shù)在邊長為1的正方形OABC內(nèi)(包括邊界),兩數(shù)的平方和小于1的數(shù)對表示的點(diǎn)落在半徑為1的四分之一圓(陰影部分)內(nèi),則由幾何概型的概率公式可得mn=14π12π=4mn。 作者簡介: 藍(lán)俊旭,廣東省潮州市,韓山師范學(xué)院。