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      數(shù)形結(jié)合思想方法在高中數(shù)學教學與解題中的應(yīng)用

      2021-09-17 13:31:21何宗建
      三悅文摘·教育學刊 2021年35期
      關(guān)鍵詞:數(shù)形結(jié)合應(yīng)用策略

      何宗建

      摘要:高中階段的學生已經(jīng)有了一定的解題思維和解題方法,掌握了一定的技巧。眾多的解題方法中,數(shù)形結(jié)合在數(shù)學學習的過程中,始終貫穿幾何圖形到數(shù)學函數(shù)的教學,在解題中應(yīng)用十分廣泛。因此,本文主要結(jié)合例題分析,從數(shù)形結(jié)合思想在高中數(shù)學教學與解題中的應(yīng)用出發(fā)進行初步探討,以求拋磚引玉。

      關(guān)鍵詞:數(shù)形結(jié)合;高中數(shù)學解題;應(yīng)用策略

      數(shù)學在高中階段屬于重點科目,通過數(shù)學知識可以解決生活中的很多實際問題。隨著教育、科技的發(fā)展,傳統(tǒng)的數(shù)學教學方式已經(jīng)越來越難以滿足當代學生要求簡便、易懂、易掌握的需求。根據(jù)多年的教學實踐,我認為數(shù)字與形狀相結(jié)合的思維方法更容易在高中數(shù)學教學中實施。它是一種高效、簡單的解題方法,更容易讓學生理解和掌握。

      一、以數(shù)解形,以形論數(shù)

      因為“數(shù)”和“形”是一種對應(yīng),有些數(shù)量更抽象,我們很難把握,但是由于“形狀”形象和直覺的優(yōu)勢,可以表達更具體的思考,在解決數(shù)學問題中起著決定性作用,因此我們可以找到相應(yīng)的“定量”——“圖形”,用幾何圖形來解決代數(shù)的問題。圖形分析是將數(shù)量問題轉(zhuǎn)化為圖形問題,最后通過對圖的分析和推理來解決數(shù)學問題的簡便方法。

      因此,對于“數(shù)”化為“形”這類問題,解決的基本思路是:根據(jù)條件中給出明確的目標要求,從已知結(jié)論的問題或條件入手,觀察分析其是否為相似研究的基本公式或圖表的表達式,或采用合適的圖形,最后使用或構(gòu)造圖形屬性、幾何意義等已知條件,解決題目問題所需要解決的目標。

      例題分析:已經(jīng)F1是雙曲線x2-y2/4=1的左焦點,A(1,2),P點是雙曲線右支上的一個動點,那么|PF1|+|PA|的最小值是。

      分析:常規(guī)的解題思路是采用解析法。將|PF1|+|PA|表示為P的坐標函數(shù)求最小值,但是這種方法的運算量較大,容易出錯。因此,我們可以采用“數(shù)”轉(zhuǎn)化為“形”的方法,設(shè)雙曲線的右焦點為F2,利用雙曲線的定義|PF1|=2a+|PF2|=2+|PF2|,所以|PF2|+|PA|最小時,|PF1|+|PA|最小,根據(jù)雙曲線圖形可以知道,A、P、F2三點共線時,可求出最小值。

      二、以形助數(shù),以數(shù)論形

      對于比較復雜的“圖形”,不僅要對數(shù)字圖形進行修正,還要觀察圖形的特征,發(fā)現(xiàn)主題中隱含的條件,最大程度地利用圖形或幾何的意義,將自然界的“形”說成“數(shù)”的形式,加以分析計算。因此,對于“形”變成“數(shù)”這類問題,解題的基本思路是:明確給定題目中對象的條件和愿望,分析給定條件和要求對象的特征和性質(zhì),了解圖形中條件或?qū)ο蟮膸缀我饬x,然后根據(jù)條件和結(jié)論,運用相應(yīng)的公式或定理等。

      例題分析:已知函數(shù)f(x)的定義域為(a,b),其導函數(shù)在其定義域內(nèi)的圖像如下所示,那么函數(shù)f(x)在(a,b)內(nèi)有? ? ?個極小值點。

      分析:找極小值點就是要找到函數(shù)由遞減函數(shù)變?yōu)檫f增函數(shù)的點,也就是找到其導函數(shù)的值由負數(shù)到正數(shù)的點,由圖可知,只有1個。

      三、數(shù)形結(jié)合,互相轉(zhuǎn)化

      數(shù)形結(jié)合通常包括以下幾部分內(nèi)容:1.實數(shù)與數(shù)軸上動點的對應(yīng)關(guān)系;2.定量與圖形的對應(yīng)關(guān)系;3.曲線與方程對應(yīng)關(guān)系;4.基于幾何要素和已知條件的概念,如復數(shù)運算、三角函數(shù)運算及證明等;5.所給出的方程或代數(shù)公式的結(jié)構(gòu)具有明顯的幾何意義。

      解決這類問題往往需要同時從已知和結(jié)論出發(fā),仔細分析并找出內(nèi)在的“形”與“數(shù)”的相互關(guān)系。例題分析:若0<a<π/2,求證sina<a<tana。

      分析:這類證明題的一般方法是從證明不等式的傳統(tǒng)解題方法入手,但是用這種傳統(tǒng)的解題方法需要運用大量的公式和公式的變形。不僅計算量大,而且學生也容易出錯。因此,我們利用三角函數(shù)的定義,構(gòu)造出一個單位圓和一個直角三角形來組合圖形。認真觀察和分析構(gòu)造出來的圖形,可以將代數(shù)的問題幾何化。

      四、結(jié)語

      為了提高學生數(shù)字與形狀相結(jié)合的思維能力,教師需要耐心、細心地引導學生學習如何將數(shù)字與形狀相結(jié)合,用思維理解數(shù)字與形狀,用思維運用數(shù)字與形狀,用數(shù)形結(jié)合的思維掌握定量與圖形。數(shù)形結(jié)合的思想方法有利于學生深刻地理解題目含義,了解題目內(nèi)在要求,教師應(yīng)幫助學生形成完整的數(shù)學概念,增加學生解決問題的方法,鍛煉學生的邏輯思維以及提高解題能力。

      參考文獻:

      [1]于宏坤.淺談數(shù)形結(jié)合思想方法在解題中的應(yīng)用[J].佳木斯教育學院學報,2012(01).

      [2]錢建.例題說明數(shù)形結(jié)合思想的應(yīng)用[J].中學生數(shù)學,2014(09).

      [3]杜路敏.淺析高中數(shù)學教學中數(shù)形結(jié)合思想的應(yīng)用[J].學周刊,2013(22).

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