靳鶴云
(新疆疏勒縣八一中學(xué) 新疆 喀什 844200)
數(shù)形結(jié)合思想是數(shù)學(xué)教學(xué)中一個重要的數(shù)學(xué)思想,對解答高中抽象的復(fù)雜的數(shù)學(xué)問題尤為重要,其內(nèi)涵是:通過數(shù)與形之間相互轉(zhuǎn)化,對抽象復(fù)雜的數(shù)學(xué)問題進(jìn)行解答的過程。數(shù)形結(jié)合思想的應(yīng)用包含了兩種情況:一是“以形助數(shù)”。抽象的數(shù)學(xué)概念,復(fù)雜的數(shù)量關(guān)系,借助圖形使之直觀、形象、簡單。在解題中常常借助圖形的直觀性幫助分析數(shù)量關(guān)系。高中數(shù)學(xué)教學(xué)常常用到的有:數(shù)軸、Venn圖、單位圓,函數(shù)圖像,算法流程圖等。二是“以數(shù)解形”。借助數(shù)學(xué)推理,使有“形”的數(shù)學(xué)問題量化,從而準(zhǔn)確揭示“形”性質(zhì)。數(shù)學(xué)結(jié)合的數(shù)學(xué)思想,是解決數(shù)學(xué)問題的極佳手段。它是數(shù)學(xué)知識和能力融合。應(yīng)用數(shù)形結(jié)合思想,能幫助學(xué)生形成數(shù)形結(jié)合的思維形式,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)欲望,提高學(xué)生的解題速度,提升學(xué)生的數(shù)學(xué)素養(yǎng)和思維能力,提高課堂教學(xué)質(zhì)量。
2.1 在集合教學(xué)中的應(yīng)用。教學(xué)高中數(shù)學(xué)集合這個內(nèi)容中,如果能以數(shù)形結(jié)合的思想為指導(dǎo),借助圖形進(jìn)行思考,不僅可以使各集合之間的相互關(guān)系直觀明了,而且更便于將各元素的歸屬確定下來,使抽象的集合問題通過直觀的形象思維得到解決。如:在研究集合與集合的關(guān)系時,讓學(xué)生熟練運用Venn圖,在進(jìn)行集合間的運算時,可以將題設(shè)通過數(shù)軸表示,這樣既易于理解,又能提高解題的準(zhǔn)確性;在集合中,求參數(shù)a的取值范圍時,首先需要建立關(guān)于a的不等式,通過數(shù)軸表示解的集合,進(jìn)而求得參數(shù)a的取值范圍。再如:為了體驗Venn圖的直觀、簡便,教師在教集合時可以出這樣的問題:在秋季校運會中,某班有28個同學(xué)參加比賽,有15人參加徑賽,有8人參加田賽,有14人參加球類比賽,同時參加田賽和徑賽的有3人,同時參加徑賽和球賽的有3人,沒有同時參加三項比賽的同學(xué),則同時參加田賽和球類比賽的有多少人?只參加徑賽的同學(xué)有多少人?這道題,涉及到集合與集合的關(guān)系,集合之間的運算,教師要指導(dǎo)學(xué)生把文字轉(zhuǎn)化成集合語言,用集合符號表示他們之間的關(guān)系,把全班參加參賽人數(shù)用全集U表示,設(shè)參加徑賽的集合為A,參加田賽的集合為B,參加球類比賽的集合為C,同時參加田賽和球類比賽的有x人。然后根據(jù)題意畫出Venn圖。在圖上適當(dāng)?shù)奈恢眠M(jìn)行填數(shù)和計算,這樣把復(fù)雜的語言變成直觀圖形,使抽象的集合問題通過直觀的形象思維得到解決。
2.3 在解三角形中的應(yīng)用。解三角形是高中數(shù)學(xué)重要內(nèi)容,本章實際應(yīng)用較多,解題關(guān)鍵就是將實際問題數(shù)學(xué)化。數(shù)形結(jié)合思想是解決這個關(guān)鍵的指導(dǎo)思想,根據(jù)題意畫出示意圖,將已知條件的長度、角度,轉(zhuǎn)化成三角形相對應(yīng)的邊和角,把實際問題轉(zhuǎn)化為解直角三角形的問題,這樣將抽象問題具體化、形象化,使問題易懂,易于解決。如:如某人從塔的正東沿著南偏西60度的方向,前進(jìn)40米后,看見塔在東北方向,若沿途測得塔的最大仰角為30度,求塔高。不借助圖形,很難解答。根據(jù)條件設(shè)塔高為AE,B為塔的正東方向的一點,某人沿南偏西60度的方向前進(jìn)40米到達(dá)C處,BC=40米,且 2.4 在三角函數(shù)中的應(yīng)用。數(shù)形結(jié)合思想是處理三角函數(shù)有關(guān)問題的重要思想方法,在解決三角函數(shù)有關(guān)問題時,關(guān)鍵是代數(shù)問題與圖形之間的互相轉(zhuǎn)化,它可以使代數(shù)問題幾何化,幾何問題代數(shù)化。如在求函數(shù)解析式定義域時,可以建立使函數(shù)有意義的不等式組,再建立直角坐標(biāo)系,結(jié)合單位圓中正弦線和余弦線求解;在求方程解的個數(shù)問題時,有時候如果無法求出方程的解,一般構(gòu)建兩個函數(shù)轉(zhuǎn)化為研究兩函數(shù)圖像的交點個數(shù)問題求解;求方程中參數(shù)的范圍問題,可利用三角函數(shù)的圖像和性質(zhì)確定參數(shù)的取值范圍;求三角函數(shù)的最值問題,對于比較容易畫出圖像的函數(shù),可借助圖像直觀的求出最值。 綜上所述,在高中數(shù)學(xué)課堂應(yīng)用數(shù)形結(jié)合方法,可以幫助學(xué)生提高分析問題、解決問題的能力,提升數(shù)學(xué)品質(zhì),為今后的發(fā)展奠定基礎(chǔ)。