慕全興
【摘要】向量是高中數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的重要部分,在高中數(shù)學(xué)領(lǐng)域中,如果能夠有效的對(duì)向量知識(shí)進(jìn)行運(yùn)用,就能夠使得學(xué)生更好的體會(huì)到數(shù)學(xué)與生活以及其他學(xué)科之間的緊密聯(lián)系,因此,利于學(xué)生對(duì)于數(shù)學(xué)知識(shí)的學(xué)習(xí)和運(yùn)用過(guò)程,然而,就目前來(lái)看,應(yīng)用向量進(jìn)行解題依舊是很多學(xué)生的弱點(diǎn),因此,本文重點(diǎn)對(duì)向量在高中數(shù)學(xué)解題中的應(yīng)用進(jìn)行了深入的探討過(guò)程,從而,強(qiáng)化其在高中解題領(lǐng)域中的重要作用,與此同時(shí),也為今后的教師教學(xué)以及學(xué)生對(duì)于數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí)過(guò)程,提供一定的理論指導(dǎo)。
【關(guān)鍵詞】向量 ?高中數(shù)學(xué) ?解題 ?應(yīng)用
【中圖分類(lèi)號(hào)】G633.6 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】2095-3089(2015)11-0115-02
長(zhǎng)期以來(lái),高中生往往都要面對(duì)大量的數(shù)學(xué)難題,而這些難題往往使得學(xué)生無(wú)從下手,導(dǎo)致毫無(wú)思緒,向量學(xué)可以說(shuō)是高中數(shù)學(xué)教學(xué)中的組成部分,同時(shí),也可以說(shuō)是高中數(shù)學(xué)中重要的部分,因?yàn)椋蛄磕軌蚺c高中幾何、代數(shù)以及三角函數(shù)等都能夠進(jìn)行結(jié)合應(yīng)用,由此,向量在高中數(shù)學(xué)中得到了廣泛的應(yīng)用,另外,隨著新課程改革的進(jìn)一步推進(jìn),學(xué)生不僅要掌握一章的相關(guān)知識(shí),同時(shí),還要建立章節(jié)之間的聯(lián)系,實(shí)現(xiàn)靈活的運(yùn)用各章節(jié)的知識(shí),所以,強(qiáng)化學(xué)生對(duì)于向量知識(shí)的運(yùn)用,能夠有效的幫助學(xué)生進(jìn)行各個(gè)領(lǐng)域知識(shí)的靈活運(yùn)用過(guò)程,而且,能夠提高學(xué)生的解題效率,減輕學(xué)生的學(xué)習(xí)壓力。
1.向量的認(rèn)識(shí)
向量早在十九世紀(jì)以前就成為了物理學(xué)家以及數(shù)學(xué)家所研究的對(duì)象了,到了二十世紀(jì)初期向量在數(shù)學(xué)領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用,我國(guó)是在上個(gè)世紀(jì)九十年代,才把向量編入到高中數(shù)學(xué)教學(xué)大綱之中的,進(jìn)而,成為了高中數(shù)學(xué)中的主要內(nèi)容。
1.1 向量是數(shù)學(xué)中主要的應(yīng)用模型
向量中V代表集合,這種集合構(gòu)成了向量的加減運(yùn)算交換集,在向量數(shù)量積運(yùn)算過(guò)程中能夠表達(dá)出向量的長(zhǎng)度,當(dāng)集合中的向量長(zhǎng)度具備了一定的意義后,(V,R)對(duì)于向量的實(shí)數(shù)、加減以及向量之間的乘法運(yùn)算構(gòu)成了一定的線(xiàn)性范疇,這種線(xiàn)性范疇是數(shù)學(xué)建模的重要組成部分,這種數(shù)學(xué)建模主要應(yīng)用于高中數(shù)學(xué)里的線(xiàn)性代數(shù)、抽象代數(shù)以及函數(shù)領(lǐng)域。
1.2 向量是連接幾何與代數(shù)的橋梁
向量在高中課本中的概念是具有長(zhǎng)度的有向線(xiàn)段,所以,能夠準(zhǔn)確的表示出物體所存在的位置,而位置和形狀一直是高中幾何所研究的重點(diǎn)對(duì)象,所以,向量可以從幾何學(xué)的角度去解釋和理解,對(duì)于向量而言是具備一定的長(zhǎng)度的,所以,向量能夠?qū)缀沃械拿娣e、體積以及長(zhǎng)度等基本概念進(jìn)行表達(dá),并且,向量是具備方向的,因此,還能夠?qū)γ?、線(xiàn)等位置關(guān)系進(jìn)行表達(dá),并且,向量之間的加、減、乘、除等運(yùn)算,與代數(shù)中的運(yùn)算方式一致,因此,向量同樣適用于代數(shù)式中,可以說(shuō)向量在幾何與代數(shù)之間起到了重要的橋梁作用。
2.向量在高中數(shù)學(xué)解題中的應(yīng)用
2.1 在平面幾何中的應(yīng)用
向量可以說(shuō)是一種形與數(shù)的高度統(tǒng)一,具備幾何圖形的直觀(guān)特征的同時(shí),還擁有代數(shù)運(yùn)算的特點(diǎn),因此,在解決平面幾何問(wèn)題中有著十分奇特的功效。其解題的過(guò)程大致分為三步,首先,將題設(shè)和結(jié)論中的有關(guān)元素轉(zhuǎn)化為向量,其次,確定必要的基底向量,并用基底表示其他向量,最后,運(yùn)用向量的代數(shù)運(yùn)算來(lái)解決問(wèn)題。
2.2 向量在立體幾何中的應(yīng)用
向量還有一種形式,我們叫它空間向量,空間向量在立體幾何中的應(yīng)用過(guò)程,主要是圍繞著法向量而展開(kāi)的,尤其是在解決垂直問(wèn)題、角度問(wèn)題、二面角的平面角問(wèn)題等,都是通過(guò)2個(gè)平面法向量而解決的,與此,同時(shí),在空間幾何中解決平行問(wèn)題的時(shí)候,往往都是都過(guò)定理或者相關(guān)的性質(zhì)來(lái)解決的,而向量的應(yīng)用,能夠讓這些定理以及性質(zhì)簡(jiǎn)單化,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)讓學(xué)生能夠快速找出答案以及迅速采取解決辦法的作用。
2.3 在證明不等式中的應(yīng)用
在高中數(shù)學(xué)中有些不等式,如果按照常規(guī)的證明方式則很難就行處理,即便能夠進(jìn)行解決,其過(guò)程也多數(shù)過(guò)于冗長(zhǎng),導(dǎo)致學(xué)生解題的效率有所下降,但是如果應(yīng)用向量去證明不等式,則能夠使得問(wèn)題變得相對(duì)容易,同時(shí),解答過(guò)程也比較簡(jiǎn)潔,例題如下:
例:設(shè)a、b、c、d均為正數(shù),求證+≥
解題思路:此題可以對(duì)不等式構(gòu)造出向量的和與差,然后利用向量的三角函數(shù)不等式進(jìn)行求解。
證明:構(gòu)建向量=(a,b);=(c,d)
由公式|m|+|n|≥|m+n|
由此得:+≥
由此可見(jiàn),通過(guò)向量法解決不等式的過(guò)程,較傳統(tǒng)的解決思路更加簡(jiǎn)便更加快捷,這種解題思路構(gòu)思巧妙。能夠使得學(xué)生迅速的掌握數(shù)學(xué)建模的形式,也就是問(wèn)題——建模——還原三個(gè)步驟,充分的發(fā)揮出向量在數(shù)學(xué)解題中的功能。
三、結(jié)語(yǔ)
總而言之,向量本身就具備幾何形式和代數(shù)形式,這雙重特征成為了代數(shù)與幾何的重要紐帶,這使得學(xué)生能夠應(yīng)用向量去解決較為復(fù)雜的數(shù)學(xué)問(wèn)題,從而提高了學(xué)生對(duì)于高中數(shù)學(xué)問(wèn)題的解決效率,有效的拓展了解題的思路,從而實(shí)現(xiàn)靈活運(yùn)用知識(shí)的過(guò)程,提高了數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的創(chuàng)新性。
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