郭煒
對于數形結合思想,我國著名數學家華羅庚曾經這樣描述:“數與形本相倚依,焉能分作兩邊飛。數缺形時少知覺,形少數時難入微。數形結合百般好,隔離分家萬事非。幾何代數統(tǒng)一體,永遠聯系莫分離。”數形結合思想作為高中階段七大數學思想之一,每年都是高考的熱點。在平時練習過程中,我們應該主要把握以下三個要點:
一、理清限制約束條件是前提
在使用數形結合解題前,應該先注意理清題目中的限制約束條件,限定范圍,才可準確地解決問題。
例1.設集合A={x|y= +m},B={x|x+y- =0},若A∩B=?覫,求m的范圍。
解:y= +m得(y-m)2+x2=1(y≥m)
其幾何意義為以(0,m)為圓心,1為半徑的上半圓。
A∩B=?覫知直線與半圓無公共點。
在x+y- =0中,令x=-1,得y= 。
∴m> ,無公共點。
又由點(0,m)到直線距離d= >1
得到m> + (舍)或m< -
綜上可知m< - 或m> 。
在解答本題的過程中需要注意y的范圍,A集合所表示的圖形并非整個完整的圓,而只是圓的上半部分,如果忽略這一點,將得到m> + 或m< - 這一錯誤答案。
二、掌握圖象變換是基礎
運用數形結合,需要對圖象的平移、翻折等變換非常熟練,才能準確地作出較復雜的函數圖象。
例2.函數f(x)=0 x=1lgx-1 x≠1,關于x的方程f 2(x)+bf(x)+c=0有7個實數根的充要條件是什么?
解:首先作出f(x)圖象,其中涉及較多圖象的翻折及平移,其圖象是由y=lgx→y=lgx→y=lgx-1→y=lgx-1變化得到,分為四個步驟,先y=lgx沿y軸翻折,再向右平移一個單位,在將x軸下部分圖象向上翻折。
當f(x)>0時,相應的x有四個解;當f(x)=0時,x有三個解;當f(x)<0時,x無解。故欲使方程有7個根,只需關于f(x)的二次方程有一個正根,一個零根,
即c=0,此時另一根f(x)=-b>0,
所以,此方程有7個根的充要條件為:c=0且b<0。
本題主要考查函數圖象的各種平移及翻折,“左加右減,上加下減”的運用及f(x)和f(x)的圖象變化。
三、熟悉函數性質的關鍵
運用數形結合思想解題,還要求熟練掌握函數的性質(周期性、對稱性等)。
例3.x1為方程2x+2x=5的根,x2為方程2x+2log2(x-1)=5的解,求x1+x2。
解:2x+2x=5可變形為2x-1= -x,
2x+2log2(x-1)=5可變形為log2(x-1)= -x,
由反函數的對稱性質及平移可知,y=2x-1和y=log2(x-1)圖象關于直線y=x-1對稱。
設兩交點分別為A(x1,y1)和B(x2,y2),易知A、B兩點關于直線y=x-1對稱,故有x2=y1+1y2=x1-1且A點在直線y= -x上,即y2= -x2=x1-1移項得到x2+x1=
本題對考查函數平移及對稱等關系要求較高,要求學生深刻理解互為反函數的兩個函數平移后對稱軸的變化情況,以及掌握兩點關于某直線對稱時的坐標關系,即對函數的各種性質非常
熟悉。
總之,當我們在解題時時刻注意以上三個要點,在運用數形結合思想解題時就會得心應手;而一旦忽視這些問題,就往往會出現一些“會而不對,對而不全”的問題,事后追悔莫及。
編輯 張珍珍