【摘要】數(shù)學(xué)作為我國課程體系中的兩大基礎(chǔ)課程之一,通常分為“數(shù)”和“形”兩大部分,兩者是存在一定聯(lián)系的,這種聯(lián)系便是數(shù)形結(jié)合思想.在初中數(shù)學(xué)教學(xué)中,不僅講授理論知識時可應(yīng)用數(shù)形結(jié)合思想,在解題過程中也可以巧妙應(yīng)用,教師需指導(dǎo)學(xué)生學(xué)會應(yīng)用數(shù)形結(jié)合思想解題,培養(yǎng)他們的解題能力.本文據(jù)此展開深入分析和研究,同時羅列部分解題實例.
【關(guān)鍵詞】初中數(shù)學(xué)解題;數(shù)形結(jié)合思想
在數(shù)學(xué)領(lǐng)域,數(shù)形結(jié)合思想是一種相當(dāng)關(guān)鍵的解題思想,不僅適用范圍廣泛,還極具實用性,是用來準(zhǔn)確、快速解答數(shù)學(xué)試題的重要思想之一.在初中數(shù)學(xué)解題訓(xùn)練中,教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)題目實際情況應(yīng)用數(shù)形結(jié)合思想,把一些比較復(fù)雜和抽象的試題變得簡單、直觀,由此降低解題難度,使其輕松完成解題,并有效培養(yǎng)與增強(qiáng)他們的思維敏捷度及靈活性.
1 應(yīng)用以數(shù)解形方法,明確數(shù)理關(guān)系規(guī)律
針對初中數(shù)學(xué)解題教學(xué)來說,應(yīng)用數(shù)形結(jié)合思想時,主要分為以數(shù)解形與以形助數(shù)兩種方式,其中前者適用于處理復(fù)雜、抽象的幾何圖形類試題,可通過數(shù)字對圖形進(jìn)行重新定義,先結(jié)合數(shù)理關(guān)系展示圖形的特征,再借助數(shù)字展開運算,只要明確數(shù)字和數(shù)理關(guān)系,便能夠掌握圖形的特征,找到數(shù)理規(guī)律,難題也就迎刃而解,最終順利、輕松地完成解題.
例1 在圖1中,有一個邊長為4的正方形ABCD,點E是BC邊的中點,點F是對角線BD上面的一個動點,那么△CEF的最小周長值是多少?
分析處理這一幾何圖形類的試題時,通過觀察發(fā)現(xiàn)要想求得△CEF的最小周長值,只需求出EF+FC的最小值即可,要想求得EF+FC的最小值,純粹使用幾何知識難度較大,這時可應(yīng)用數(shù)形結(jié)合思想中的以數(shù)解形方法,聯(lián)想到數(shù)學(xué)中的“取中修路”模型,特征是“兩定一動”,其中BD為“路”,點E和點C是“路”一側(cè)的定點,點F是動點,可添加輔助線把AF連接起來,AF與FC關(guān)于BD軸對稱,長度一樣,EF+FC的最小值就是EF+AF的最小值,而AE與BD的交點F′即為△CEF有最小周長值時點F的位置,便通過求出EF+AF的最小值得到答案.
詳解 根據(jù)題意可知AB=4,BE=EC=2,C△CEF=CE+EF+FC,
由于EC是固定值,當(dāng)EF+FC有最小值時,△CEF的周長值最小,
將AF連接起來,則AF與FC關(guān)于BD軸對稱,AF=FC,
那么EF+FC=EF+AF,
由于點F是對角線BD上面的一個動點,
則EF+AF≥AE,
當(dāng)A,F(xiàn),E三點共線時,EF+AF有最小值,
即為AE與BD的交點F′就是△CEF最小周長值時點F的位置,
這時EF+AF=AE=42+22=20=25,
所以△CEF的周長最小值是EC+AE=2+25.
2 應(yīng)用以形助數(shù)方法,巧妙處理數(shù)理關(guān)系
在初中數(shù)學(xué)解題訓(xùn)練中,應(yīng)用數(shù)形結(jié)合思想解答試題的另外一種方法就是以形助數(shù),指的是當(dāng)遇到比較復(fù)雜的數(shù)理或者數(shù)字關(guān)系時,教師可以引導(dǎo)學(xué)生轉(zhuǎn)變思路與思考方向,通過直觀化、形象化的圖像將這些關(guān)系給展示出來,降低題目的抽象程度,易于理解題意,使其通過觀察圖像的特點確定解題方向,找到處理數(shù)理關(guān)系的思路,助推他們求得正確結(jié)果.
例2 已知a2+b2=5,那么2a+3b的最大值是什么?
分析 這是一道典型的代數(shù)類計算試題,如果純粹是進(jìn)行計算很難得到結(jié)果,不過可應(yīng)用數(shù)形結(jié)合思想中的以形助數(shù)方法進(jìn)行解題,先觀察式子a2+b2=5,發(fā)現(xiàn)表示的是一個圓形,可在橫軸是a,縱軸是b的平面直角坐標(biāo)系里面以原點O為圓心畫出一個圓,其中圓的半徑是5;再觀察式子2a+3b,將原式轉(zhuǎn)變成幾何形式進(jìn)行表示,令m=2a+3b,能夠得到b=-23a+13m,由此說明a,b之間為一次函數(shù)關(guān)系,而且這個一次函數(shù)的圖像在圓的范圍內(nèi)即可求出m的最大值,即為一次函數(shù)b=-23a+13m同縱軸交點的縱坐標(biāo)最大值,只有當(dāng)該一次函數(shù)的圖像同圓是相切關(guān)系時,才有最大值,此時可根據(jù)題意畫出示意圖,且根據(jù)題意在示意圖上面標(biāo)出相應(yīng)的數(shù)值,然后列式完成解答.
詳解結(jié)合題意可畫出圖2,其中圓的式子是a2+b2=5,半徑是5,
令m=2a+3b,
那么b=-23a+13m,
當(dāng)直線b=-23a+13m與圓a2+b2=5相切時m有最大值,
這時直線同橫軸的交點坐標(biāo)是(12m,0),同縱軸的交點坐標(biāo)是(0,13m),
在△AOB中,根據(jù)勾股定理能夠得到:
AB=OA2+OB2=(13m)2+(12m)2
=136m,
那么S△AOB=12×13m6×5
=12×13m×12m,
則m=65,
所以2a+3b的最大值是65.
3 結(jié)語
總的來說,在初中數(shù)學(xué)解題教學(xué)活動中,數(shù)形結(jié)合思想是一種既常用又有效的解題思想,從本質(zhì)上來講,就是把“數(shù)”與“形”這兩個重要因素結(jié)合起來.教師需引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)具體題目合理應(yīng)用以數(shù)解形或者以形助數(shù)的方法,通過數(shù)形之間的良好轉(zhuǎn)變與互通找到解題的切入點,使其形成簡潔、明了的解題思路,幫助他們高效率地解答試題.
參考文獻(xiàn):
[1]魏莉紅.探究數(shù)形結(jié)合思想在初中數(shù)學(xué)解題中的運用路徑[J].數(shù)學(xué)之友,2024(01):67-69+72.
[2]趙銀鳳.初中數(shù)學(xué)教學(xué)中滲透數(shù)形結(jié)合思想路徑探析[J].學(xué)苑教育,2023(21):57-58+61.
[3]袁健風(fēng).數(shù)形結(jié)合思想在初中數(shù)學(xué)解題中的應(yīng)用策略[J].數(shù)學(xué)大世界(下旬),2023(07):68-69.