江西省贛州市贛縣第三中學(xué) 溫桂花
縱觀每年的高考數(shù)學(xué)試題,不管是選擇題、填空題,還是解答題,很多試題的解答都需要利用數(shù)形結(jié)合的思想。數(shù)學(xué)結(jié)合思想可以說是解答數(shù)學(xué)問題的一種基本思想方法,對此思想方法的熟悉與掌握,對于學(xué)生數(shù)學(xué)解題水平的提高具有舉足輕重的關(guān)鍵作用。下面就數(shù)形結(jié)合思想在方程與不等式、函數(shù)最值、立體幾何中的應(yīng)用進(jìn)行例舉分析。
(1)當(dāng)1-m=0,即m=1時,直線與曲線有唯一交點(diǎn),則此時原方程有唯一解;
(2)當(dāng)1≤1-m<4,即-3<m≤0時,直線與曲線也是只有一個交點(diǎn),即原方程有唯一解。
綜上分析,實(shí)數(shù)m的取值范圍是-3<m≤0或m=1。
【評析】注意對數(shù)函數(shù)定義域的限制。
【評析】注意根式函數(shù)定義域的限制。
解析:觀察函數(shù)的結(jié)構(gòu)形式,可以將原函數(shù)看作定點(diǎn)(2,3)與單位圓上的動點(diǎn)(cosx,sinx)的連線的斜率,從而可以將問題就轉(zhuǎn)化為求直線斜率的取值范圍問題。在坐標(biāo)系中畫出圖形,利用數(shù)形結(jié)合的方法分析可知,當(dāng)直線與單位圓相切時,斜率取得最值,且易求得最小值、最大值分別為故原函數(shù)的值域?yàn)?/p>
【評析】數(shù)形結(jié)合分析函數(shù)問題時需要注意分母可能為0的情況,以及最值情況能否取到等問題。
【評析】對于這類具有統(tǒng)一結(jié)構(gòu)形式的式子,多是考慮結(jié)合函數(shù)圖像,借助圖像的直觀性分析其幾何意義。
例5 假設(shè)三棱錐A-BCD的側(cè)面ABC內(nèi)有一動點(diǎn)P,它到底面BCD的距離與到棱AB的距離相等,那么,動點(diǎn)P的軌跡與△ABC組成的圖形可能是( )
解析:此題是一道典型的幾何題目,是立體幾何與平面幾何的綜合問題,這類通過空間與平面相結(jié)合考查幾何知識的形式是一種常見、熱門的考查方式。下面進(jìn)行分類討論分析:
(1)若AC⊥平面BCD時,那么如圖(1),可以將原問題等價轉(zhuǎn)化為動點(diǎn)P到棱AB的距離和到棱BC的距離相等的點(diǎn)的軌跡,容易判斷此時動點(diǎn)P的軌跡顯然是∠ABC的平分線。
(2)如果AC不垂直平面BCD,那么如圖(2),設(shè)動點(diǎn)P到平面BCD和的距離為h,到邊BC的距離為dBC,二面角A-BC-D的大小為θ,那么有所以選D。
【評析】解決這類空間幾何問題,一定要利用空間幾何的相關(guān)性質(zhì),將空間幾何問題轉(zhuǎn)化為平面幾何問題,然后利用平面幾何的有關(guān)性質(zhì)進(jìn)行求解會相對簡單,且不容易出錯。
總之,利用數(shù)形結(jié)合思想,借助于圖像來討論方程的解、不等式的解集、函數(shù)的性質(zhì)、立體幾何模型等內(nèi)容,問題變得簡單明了,能讓抽象的問題更加直觀化,這樣有助于學(xué)生理解數(shù)學(xué)問題的本質(zhì),強(qiáng)化自身對抽象思維與形象思維之間的轉(zhuǎn)化能力,提升分析數(shù)學(xué)問題、解決數(shù)學(xué)問題的能力。