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【摘要】 在高中数学新课程改革中,数形结合思想能有助于提高学生数学的思维能力,使学生准确地解答数学问题,帮助学生更好地完成相应的学习任务。
【关键词】 数形结合 高中数学教学 应用
【中图分类号】 G633.6 【文献标识码】 A 【文章编号】 1992-7711(2020)07-151-01
一、数形结合思想方法概述
所谓数形结合,指的就是通过把数量关系和空间变换结合起来,使几何问题和代数问题的解决难度降低。在高中数学中,数和形之间能够相互转换,当使用形的方式问题难以解决时,就转换为数量关系;当通过数量关系找不到解决途径时,就把数量关系转换为图形关系。这就是数形结合的初衷,是对数和形两种数学语言的良好应用,使数学问题得到简化的有效方式。
二、高中數学教学中数形结合思想方法的应用
(一)数转形
由于图形具有直观形象的特点,所以在高中数学某些抽象复杂的代数问题解决中,用数转形的方式使问题得到解决,从而很好地满足相应的解题需求。这种数转形的方式,能够大大拓展学生的解题思路,从而用更好的方式促进学生对数学知识的掌握,使学生更好地理解数学知识的内涵,掌握数学知识的真谛。
例如,下面题目的求解过程:设方程|x2-1|=k+1,讨论k取值不同时,方程解的个数。
分析:如果用代数的方法解题,需要讨论的情况太过复杂,因此可以采用几何法对问题进行解决,将原来的方程转化为两个函数解析式:y1=|x2-1|、y2=k+1,然后画出相应的函数图像,通过对函数图像的分析,进行问题的求解。由于y2=k+1图像与x轴平行,因此可以通过如下方式画出函数图像。
解析:如图所示,当k<-1时,两个函数图像之间的交点个数为0,即原方程解的个数为0;当k=-1时,两个函数图像之间的交点个数为2,即原方程解的个数为2;当-1<k<0时,两个函数之间交点个数为4,即原方程解的个数为4;当k=0时,两个函数图像之间交点个数为3,即原方程解的个数为3;当k>0时,两个函数图像之间交点个数为2,即原方程解的个数为2.
通过函数图像的运用,方程解的个数可以一目了然地显示出来,不用通过抽象的代数讨论,就可以完成相应的情况分析,使解题速度大大提高,同时提高了解题的准确性,使解题过程讨论的情况更加全面,有利于拓展学生解题的思路。
另外,数转形思维的锻炼,也要理解数所表示形的几何意义。
通过数转形的方式把复杂的代数问题转换为简单的几何问题,使代数问题得到完美解决,同时直观的方法减少了代数问题讨论中的错误,能够有效开展代数问题的解决。
(二)形转数
在某些时候,图形由于变换过于复杂,只靠直观的图像难以解决,又不能够进行抽象分析和逻辑推理,因此需要转化为代数的解决方式,使问题得到充分解决。图形的局限性通常表现在缺乏精确性和全面性上,而代数问题能够通过精确的计算工作,使几何问题得到快速解决。
例如,下面题目的求解过程:设f(x)=x2-2ax+2,当x在[-1,+∞]间取值时,f(x)>a恒成立,求a的取值范围。
解析:由题可得,当x在[-1,+∞]区间内时,f(x)>a恒成立,因此可以设g(x)=x2-2ax+2-a,当x在[-1,+∞]区间内时,恒在x轴上方。因此可以把几何问题转化为方程根的问题:首先,△=4a2-4(2-a)<0,求得a的取值范围(-2,1);其次,△=4a2-4(2-a)≥0,且g(-1)>0,a<-1,求得a的取值范围在(-3,1)之间。
由此可见,对于一些较为复杂的几何问题,单纯依靠图形难以完成解答,而通过代数的方式能够使几何问题转化为我们熟知的代数问题,使问题轻而易举地得到解决。学生在进行形转数的过程中,要能够充分考虑题中给出的已知条件,从而用更好的方式完成形转数的过程,使问题得到充分解决。
有时候,单纯依靠数转形或者形转数不能够完全解决问题,就需要把二者充分结合起来,共同发挥各自的优势,使数与形的优势能够充分得到发挥,学会结合各自的优势,使问题得到解决。
三、总结
在一些函数问题的解答过程中,可以充分利用函数图像与函数解析式之间的结合,使问题得到快速解决。通常情况下,数学教学中的数形结合思想在解决函数问题时具有十分重要的作用,圆、圆锥以及直线函数解析式,都能够被应用在函数问题的解决过程中,从而使解题过程能够更快以及更有效率。另外,通过直线、圆锥曲线的相关性质应用,能够很好地使代数问题得到解决。
[ 参 考 文 献 ]
[1]冯高山.数形结合在高中数学教学中的应用[J].高考,2017.
【关键词】 数形结合 高中数学教学 应用
【中图分类号】 G633.6 【文献标识码】 A 【文章编号】 1992-7711(2020)07-151-01
一、数形结合思想方法概述
所谓数形结合,指的就是通过把数量关系和空间变换结合起来,使几何问题和代数问题的解决难度降低。在高中数学中,数和形之间能够相互转换,当使用形的方式问题难以解决时,就转换为数量关系;当通过数量关系找不到解决途径时,就把数量关系转换为图形关系。这就是数形结合的初衷,是对数和形两种数学语言的良好应用,使数学问题得到简化的有效方式。
二、高中數学教学中数形结合思想方法的应用
(一)数转形
由于图形具有直观形象的特点,所以在高中数学某些抽象复杂的代数问题解决中,用数转形的方式使问题得到解决,从而很好地满足相应的解题需求。这种数转形的方式,能够大大拓展学生的解题思路,从而用更好的方式促进学生对数学知识的掌握,使学生更好地理解数学知识的内涵,掌握数学知识的真谛。
例如,下面题目的求解过程:设方程|x2-1|=k+1,讨论k取值不同时,方程解的个数。
分析:如果用代数的方法解题,需要讨论的情况太过复杂,因此可以采用几何法对问题进行解决,将原来的方程转化为两个函数解析式:y1=|x2-1|、y2=k+1,然后画出相应的函数图像,通过对函数图像的分析,进行问题的求解。由于y2=k+1图像与x轴平行,因此可以通过如下方式画出函数图像。
解析:如图所示,当k<-1时,两个函数图像之间的交点个数为0,即原方程解的个数为0;当k=-1时,两个函数图像之间的交点个数为2,即原方程解的个数为2;当-1<k<0时,两个函数之间交点个数为4,即原方程解的个数为4;当k=0时,两个函数图像之间交点个数为3,即原方程解的个数为3;当k>0时,两个函数图像之间交点个数为2,即原方程解的个数为2.
通过函数图像的运用,方程解的个数可以一目了然地显示出来,不用通过抽象的代数讨论,就可以完成相应的情况分析,使解题速度大大提高,同时提高了解题的准确性,使解题过程讨论的情况更加全面,有利于拓展学生解题的思路。
另外,数转形思维的锻炼,也要理解数所表示形的几何意义。
通过数转形的方式把复杂的代数问题转换为简单的几何问题,使代数问题得到完美解决,同时直观的方法减少了代数问题讨论中的错误,能够有效开展代数问题的解决。
(二)形转数
在某些时候,图形由于变换过于复杂,只靠直观的图像难以解决,又不能够进行抽象分析和逻辑推理,因此需要转化为代数的解决方式,使问题得到充分解决。图形的局限性通常表现在缺乏精确性和全面性上,而代数问题能够通过精确的计算工作,使几何问题得到快速解决。
例如,下面题目的求解过程:设f(x)=x2-2ax+2,当x在[-1,+∞]间取值时,f(x)>a恒成立,求a的取值范围。
解析:由题可得,当x在[-1,+∞]区间内时,f(x)>a恒成立,因此可以设g(x)=x2-2ax+2-a,当x在[-1,+∞]区间内时,恒在x轴上方。因此可以把几何问题转化为方程根的问题:首先,△=4a2-4(2-a)<0,求得a的取值范围(-2,1);其次,△=4a2-4(2-a)≥0,且g(-1)>0,a<-1,求得a的取值范围在(-3,1)之间。
由此可见,对于一些较为复杂的几何问题,单纯依靠图形难以完成解答,而通过代数的方式能够使几何问题转化为我们熟知的代数问题,使问题轻而易举地得到解决。学生在进行形转数的过程中,要能够充分考虑题中给出的已知条件,从而用更好的方式完成形转数的过程,使问题得到充分解决。
有时候,单纯依靠数转形或者形转数不能够完全解决问题,就需要把二者充分结合起来,共同发挥各自的优势,使数与形的优势能够充分得到发挥,学会结合各自的优势,使问题得到解决。
三、总结
在一些函数问题的解答过程中,可以充分利用函数图像与函数解析式之间的结合,使问题得到快速解决。通常情况下,数学教学中的数形结合思想在解决函数问题时具有十分重要的作用,圆、圆锥以及直线函数解析式,都能够被应用在函数问题的解决过程中,从而使解题过程能够更快以及更有效率。另外,通过直线、圆锥曲线的相关性质应用,能够很好地使代数问题得到解决。
[ 参 考 文 献 ]
[1]冯高山.数形结合在高中数学教学中的应用[J].高考,2017.