摘 要:數(shù)形結(jié)合思想在初中數(shù)學(xué)解題中應(yīng)用廣泛,本文首先對數(shù)形結(jié)合的概念進行了闡述,對數(shù)形結(jié)合思想在初中教學(xué)中的作用進行了分析。從以“數(shù)”解“形”、以“形”助“數(shù)”、“數(shù)”“形”互三個方面具體說明了數(shù)形結(jié)合思想在初中數(shù)學(xué)中的應(yīng)用途徑及具體用法。在實踐中逐漸摸索數(shù)形結(jié)合的方法,并積極的運用到解題中,從而提高教學(xué)質(zhì)量和數(shù)學(xué)成績。
關(guān)鍵詞:數(shù)形結(jié)合;初中數(shù)學(xué);應(yīng)用思路
一、數(shù)形結(jié)合概念分析
數(shù)學(xué)中的數(shù)量關(guān)系很多都可以用直觀的圖像來表示,所有圖形當中也都包含了一定程度的數(shù)量關(guān)系,“數(shù)”與“形”都是組成數(shù)學(xué)的重要基礎(chǔ)。因此,將“數(shù)”“形”結(jié)合起來更能全面直觀的解決數(shù)學(xué)問題,數(shù)形結(jié)合是一種重要的解題思想,主要方法是將“數(shù)”與“形”聯(lián)系在一起,以數(shù)解形,以形助數(shù)。數(shù)形結(jié)合整合性強、解法靈活,使概念完整化、解決問題具體化,考察學(xué)生的創(chuàng)新能力和實踐能力,聯(lián)系函數(shù)、代數(shù)知識與幾何等知識聯(lián)系在一起,幫助學(xué)生理解各種公式,發(fā)展思維能力。
二、數(shù)形結(jié)合在解題中的作用
數(shù)學(xué)中的數(shù)量關(guān)系很多都可以用直觀的圖像來表示,所有圖形當中也都包含了一定程度的數(shù)量關(guān)系,“數(shù)”與“形”都是組成數(shù)學(xué)的重要基礎(chǔ)。因此,將“數(shù)”“形”結(jié)合起來更能全面直觀的解決數(shù)學(xué)問題,數(shù)形結(jié)合是一種重要的解題思想,主要方法是將“數(shù)”與“形”聯(lián)系在一起,以數(shù)解形,以形助數(shù)。數(shù)形結(jié)合整合性強、解法靈活,使概念完整化、解決問題具體化,考察學(xué)生的創(chuàng)新能力和實踐能力,聯(lián)系函數(shù)、代數(shù)知識與幾何等知識聯(lián)系在一起,幫助學(xué)生理解各種公式,發(fā)展思維能力。
三、數(shù)形結(jié)合在初中數(shù)學(xué)解體中的應(yīng)用
(一)以“數(shù)”解“形”
針對通過形轉(zhuǎn)化為數(shù)的模式來看,其通常是經(jīng)過認真地分析以后,將已知的圖形、圖像當中隱藏的各種數(shù)量與相關(guān)性造出來,將幾何圖形的相關(guān)屬性夠通過數(shù)的方式反映出來。解決圖形問題時,一部分圖形較為復(fù)雜,有一部分問題需要定量。這種情況下首先要對圖形進行分析,從已知條件進一步分析隱含條件,分析出題目條件和所求目標之間的幾何關(guān)系,找到條件與目標的幾何意義,對其特點和性質(zhì)進行對比分析。將題目中的圖形用代數(shù)式表示出來,利用概念、公式求出代數(shù)式的結(jié)果,再轉(zhuǎn)化為圖形中的條件。數(shù)形結(jié)合的方法使得直觀的形與數(shù)量關(guān)系準確的結(jié)合在一起。
例:已知圓O內(nèi)切于三角形ABC,其中AB=18,AC=22,BC=26。求:過三角形ABC的各個頂點的切線長。
分析:過三角形ABC三個頂點的切線分為為CE和CF,BD和BF,AD和AE,且CE=CF,BD=BF,AD=AE??蓪⑷切蜛BC的三條邊均拆成某兩條線段的和,然后化成方程組問題進行求解。
解:設(shè)圓O與三角形ABC三條邊分別相切于點D、E、F,
設(shè)AD=a,BD=b,CF=c,
則有:a+b=18,b+c=2,6a+c=22
解得:a=7,b=11,c=15。
所以過三角形ABC的頂點A、B、C的切線分別為7、11、15。
(二)以“形”助“數(shù)”
數(shù)學(xué)具有高度的抽象性,數(shù)形結(jié)合的思想能夠使問題具體化,可以把抽象的數(shù)據(jù)、公式直觀形象的與圖形結(jié)合在一起。針對通過數(shù)轉(zhuǎn)化為形的模式來看,其通常將問題當中的各種假設(shè),用與之對應(yīng)的圖形描繪出來,體現(xiàn)對應(yīng)的數(shù)量關(guān)系,最終揭示數(shù)與形之間的本質(zhì)。有些函數(shù)、代數(shù)問題的解決方法太過復(fù)雜,單純用代數(shù)的方法很難找到解題思路。這時候可以利用數(shù)和形之間的對應(yīng)關(guān)系,將數(shù)量問題轉(zhuǎn)化為圖形問題,在明確解題目標的情況下,根據(jù)已知條件和題中涉及的概念與公式,分析數(shù)量關(guān)系能否通過某種圖形表達出來,構(gòu)造出合適的圖形,根據(jù)圖形的幾何意義,結(jié)合到數(shù)量關(guān)系,進一步對題目所求目標進行解決。比如,求5a×6a的值時,可繪制出一個長方形的圖形,將6a作為一個長方形的長,5a作為長方形的寬,那么長方形的面積就可以用5a×6a表示,于是有5a×6a=30a。
例:商場搞活動促銷,其中x(件)是產(chǎn)品的銷量,y(元)是費用,其關(guān)系圖如下,圖表表示了兩種購物方式所得的收益,求:(1)求y1與y2的函數(shù)解析式;(2)解釋圖中表示的兩種銷售方案是如何獲得收益的?(3)如何選擇銷售方案較為合理?
解:
(1)y1=20x,y2=10x+300
(2)y1是沒有基礎(chǔ)消費,每10件產(chǎn)品得到收入200元,y2是有基礎(chǔ)消費300元,每售出10件產(chǎn)品再額外收入100元。
(3)如果可以保證平均每月售出30件以上時,就選擇y1的銷售方案;否則,選擇y2的銷售方案。通過數(shù)形結(jié)合的方法可以讓學(xué)生更好的接受,更加熟練的掌握單項式乘法、單項式與多項式的乘法以及多項式的運算法則,有效的提高學(xué)生分析問題和解決問題的能力。
(三)“數(shù)”“形”互變
針對數(shù)與形的互相轉(zhuǎn)化模式來看,數(shù)與形具有相互對立統(tǒng)一的特點,觀察圖形形狀后,研究式子之間的結(jié)構(gòu),進行對應(yīng)的聯(lián)想,找到數(shù)與形之間的聯(lián)系,用公式、概念進行相應(yīng)的轉(zhuǎn)化,把空洞、抽象的內(nèi)容轉(zhuǎn)變成形象、直觀的內(nèi)容。數(shù)形互變的實質(zhì)就是由數(shù)變形和以形變數(shù)的結(jié)合,同時具備由數(shù)變形時的直觀和以形變數(shù)的嚴密,在較復(fù)雜的數(shù)學(xué)題目中,可能同時需要這兩種方法的轉(zhuǎn)化,需要認真分析題目中的已知條件和隱含條件,找到形和數(shù)的關(guān)系,根據(jù)具體條件,相互轉(zhuǎn)化。
例:關(guān)于x的方程x2+2ax+3a=0的兩根都在-1和3之間,求a的取值范圍。
解:令f(x)=x2+2ax+3a,由二次函數(shù)的圖象可知:
f(-a)≤0,f(3)>0,f(-1)>0
即:(-a)2+2a(-a)+3a≤0
(-1)2+2a(-1)+3a>0
32+2a·3+3a>0