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浅谈数与形结合的数学思想方法

时间:2015-03-02 来源:未知 作者:lilei 点击:加载中..
  

  1引言

  我国著名数学家华罗庚先生曾说过:“数与形本是相倚依,怎能分作两边飞,数缺形时少直觉,形少数时难入微,数形结合百般好,隔离分家万事休。切莫忘,几何代数统一体,永远联系,切莫分离!”所谓数形结合就是根据数与形之间的对应关系,通过数与形的相互转化来解决数学问题的思想方法。

  在考题中,数形结合也应用广泛,在解方程和不等式、求函数的最值问题、求复数和三角函数等问题中比较常见,总之巧妙运用“数形结合”思想解题,可以抽象化为具体,达到事半功倍的效果。

  教师在讲解练习时,强化“数形结合”是一种常用的有效的方法,美中不足,在老师提示之前,学生是不能自已想到“数形结合”的解法,如果这样,光靠老师的提示完成,在碰到可以用“数形结合”巧解的题目时,学生不能想到要用“数形结合”来解。新课改的核心理念是“为了每一位学生的发展”,作为一个高中数学教师, 从高一开始就要讲数形结合的方法[1]。在平时上新课时,我们要铺设一些细节,有目的地使学生深入了解“数形结合”。 最后,只要是老师提示用“数形结合”的解法,学生就会自己想到用数形结合来解题。

  2“数形结合”的思想方法在高中数学中的应用

  2.1用几何图形解决代数与三角问题:

  例1 已知 、 、 、 均为正数,且

  求证:

  解:我们由 联想到勾股定理。再由 可以联想到射影定理。最后作出符合条件的图形。然后对照图形,由直角三角形面积的两种算法,得出结论的正确性。

  总而言之,只要涉及到与平方有关的恒等式证明问题,都可构造出与之对应的直角三角形或圆,利用图形的几何性质,恒等式的证明问题达到解决[2]。

  2.2用代数与三角方法解决几何问题:

  例2 如图,在△ABC中,AB>AC,CF、BE分别是AB、AC边上的高。试证:

  证明:根据AB>AC>CF,AB>BE

  及S△ABC

  >

  >

  , = .

  综上:

  我们知道此证明方法,采用了三角法与代数法,与纯几何证法来比较,这是很容易想到的。

  2.3解决函数问题

  2.3.1解决一次函数问题

  例3、已知 ,求证:

  解:我们首先把 看成变元, 看成常数,来构造一次函数 。

  而

  又

  又

  (2)令 同理可得

  从而

  即

  2.3.2解决二次函数问题

  例4、已知关于 的方程 有四个不相等的实根,则实数 的取值范围为?

  解:设 。又 为偶函数,由图可知 。

  2.4数形结合的思想方法的解题应用技巧

  在中学数学中,数形结合是重要的思想方法,尤其在每年高考中,考题采用此法解决的较多,达到事半功倍的效果。

  在高考试题中,对于以下题型,应用数形结合的思想来分析、化简运算及推理的过程,能够快速准确地分析问题、解决问题[3]。即:

  1、求 距离函数

  2、

  3、求 斜率函数

  4、 双曲线

  5、求Ax+By 截距函数

  2.4.1解决函数问题分析

  例1、 函数y=-xcosx的部分图像是( )

  解:这是一道以数解形的题,其中 y=-xcosx为奇函数,可排除A、C,取x=0.1,y=-0.1cos0.1<0,图象在x轴下方,排除B. 故选D.

  3高中数学教学中的“数形结合”

  “数”“形”结合是数学发展的动力,由于“数”产生于各种“形”的计算, “数”又借助于“形”得以记录、使用、计算。所以解决“形”的问题就可使用“数”作为工具,这样“数”的关系可以用“形”来证明。通过比较、度量“形”的相互关系, “数”的概念促进了发展,计算方法也丰富了[4]。

  3.1在高中数学教学中,“数形结合”的运用

  数学中,最常见的规律之一是在一定的条件下,数、形的相互转化,对于高中数学教学内容,往往贯穿把数和形结合起来的研究方法。数形结合有着重要的作用即启发思路,理解题意,分析思考,判断反馈等。由于数形结合渗透在中学数学的每个部分,我们可以根据数形结合的观点,并且通过对数量关系的讨论来研究图形的性质,或者也可利用图形的性质来反映变量之间的相互关系。

  数形结合已成为一条重要的中学数学教学原则。例如,我们在介绍函数概念时,用集合-用文氏图表示集合的关系,用数轴的全体或部分来表示定义域、值域,也是几何形象;在介绍三角函数、复数、微积分与立体几何等内容时,我们可以利用数形结合,更快、更好地解决问题。

  3.1.1数形结合在解题中的运用

  例1. 如果实数 满足等式 ,那么 的最大值是什么?

  解:设点 在圆 上,半径等于 ,圆心为 。如图,则点 与原点连线的斜率是 。当 与⊙ 相切,且切点 落在第一象限时, 有最大值,即 有最大值。根据 = , = ,则 = = ,所以 = = 。

  3.1.2数形结合在多媒体技术中的应用

  数学的实验手段丰富是通过多媒体技术使用。计算机能为抽象思维提供直观模型,使静态结构的数学关系表现为时空中的动态过程。通过数学实验,学生加深对数学概念的理解,通过相应的技术手段,为数学的学习提供了好的工具和途径。这样学生通过实验,就能探索数学规律,发现数学命题,提高创新能力。

  总之,教师要使学生领会到“数形结合”方法的形象、直观的优点,并初步学会用“数形结合”观点去分析问题,解决问题,达到事半功倍的效果。

  参考文献:

  [1] 王繁. 浅谈初等数学教学中的数形结合思想. 成都教育学院学报2006,6.

  [2] 张宏良. 浅谈数学教学中的数形结合思想, 衡水学院学报2005,3.

  [3] 贾宏伟. 新课标下高中数学学习的几种思想方法[J]. 新西部, 2008, (11)

  [4] 刘军刚. 新数形结合的应用浅析[J]. 新课程研究(基础教育), 2008, (04)

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