喬軍
數(shù)形結(jié)合是數(shù)學(xué)解題中常見的一種方法,不僅是對基本數(shù)學(xué)的一種掌握,更是優(yōu)化解題的重要途徑之一.利用常規(guī)手法去解決一些比較困難的高中數(shù)學(xué)問題,可能顯得比較棘手.而且有些難題用普通的代數(shù)方法去解答會顯得尤為困難,也不能讓學(xué)生得到更深層的理解.如果巧妙地將數(shù)形結(jié)合和代數(shù)、幾何的問題相結(jié)合,就可以讓代數(shù)的難題得到很好的詮釋,不僅能使高中數(shù)學(xué)中復(fù)雜化的問題,得以明了、簡化,還可以使學(xué)生繞過數(shù)學(xué)中的各種障礙,脫離繁瑣的推導(dǎo).所以將數(shù)形結(jié)合的方法運用在高中數(shù)學(xué)當(dāng)中是最恰當(dāng)不過的了.
一、數(shù)形結(jié)合在高中數(shù)學(xué)教學(xué)中的作用
在學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的過程中,可利用“形”來表達(dá)相應(yīng)的幾何圖形,通過數(shù)形結(jié)合的方法來解決數(shù)學(xué)問題的話,大大降低學(xué)生的學(xué)習(xí)難度;還能夠使學(xué)生開拓自己的思維,豐富學(xué)生的學(xué)習(xí)方法,樹立全新的學(xué)習(xí)意識.數(shù)形結(jié)合解題思想的應(yīng)用也是特別廣泛的,可以解決許多高中數(shù)學(xué)問題:如集合問題、函數(shù)問題、方程問題等.
二、數(shù)形結(jié)合在高中數(shù)學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用
1.數(shù)形結(jié)合在集合中的應(yīng)用
集合作為高中數(shù)學(xué)最基本的概念,有許多學(xué)生在剛剛接觸集合的時候,無法準(zhǔn)確地抓住其中的要領(lǐng).在集合運算過程中常借助于數(shù)軸、Venn(維恩)圖來處理,不僅能讓學(xué)生對集合的知識點理解得更透視更直觀,更讓運算變得更加快捷明了.
解析如圖1,一般情況下用畫Venn(維恩)圖的方式將A*B的區(qū)域畫出來,然后再并上A,去掉(A*B)∩A的部分,即為所求(A*B)*A=B,根據(jù)題目定義可知答案選B.
2.數(shù)形結(jié)合在函數(shù)中的應(yīng)用
比如在處理高中三角函數(shù)問題的時候,學(xué)生應(yīng)記住sinx,cosx,tanx相關(guān)的函數(shù)性質(zhì).在記憶過程中可以運用數(shù)形結(jié)合的方式解決問題,這樣既省時而且特別輕松.而記住這些函數(shù)性質(zhì)時,可以將具體的圖形畫出來,就可以很輕松地進(jìn)行記憶和區(qū)分函數(shù)的單調(diào)性、奇偶性等其他問題.簡單地說,就是利用函數(shù)圖象然后與數(shù)形結(jié)合的方法進(jìn)行解題,將復(fù)雜的代數(shù)問題轉(zhuǎn)化為平面幾何問題來處理.但是解決問題不是只靠記住一幅圖就可以解答清楚,它是要利用具體圖形更直觀地將問題呈現(xiàn)出來,再進(jìn)行數(shù)學(xué)公式推導(dǎo)才可以得出答案.舉個最近幾年高考常出現(xiàn)的抽象函數(shù)的問題:
例2設(shè)f(x),g(x)分別是定義在R上的奇函數(shù)和偶函數(shù),在區(qū)間 [a,b](a
f(x)g′(x)>0,且f(x)g(x)有最小值-5,則函數(shù)y=f(x)g(x)在區(qū)間[-b,-a]上
A.是增函數(shù)且有最小值-5
B.是減函數(shù)且有最小值-5
C.是增函數(shù)且有最大值5
D.是減函數(shù)且有最大值5
3.數(shù)形結(jié)合求取值范圍
這類例子考查學(xué)生對零點、導(dǎo)數(shù)在函數(shù)中應(yīng)用的靈活性,結(jié)合數(shù)形結(jié)合的方法,借助求導(dǎo)求極值得出函數(shù)的圖象特征,進(jìn)一步求出題目要求的答案.
例5已知函數(shù)f(x)=ax3-3x2+1,若f(x)存在唯一的零點x0,且x0>0,則a的取值范圍是
通過此次對本課題的研究,認(rèn)識到數(shù)形結(jié)合的形象與抽象的交叉運用,這種多項思維相互促進(jìn)的形式,不僅可以使學(xué)生的解題思維得到發(fā)展,降低了學(xué)生的解題難度,還增強(qiáng)了學(xué)生的解題能力,也培養(yǎng)和發(fā)展了學(xué)生的空間觀念.所以,應(yīng)對數(shù)形結(jié)合的方法給予高度重視,從而才能讓學(xué)生在學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的基礎(chǔ)上提升自身數(shù)學(xué)思維水平.