郭煒
對(duì)于數(shù)形結(jié)合思想,我國(guó)著名數(shù)學(xué)家華羅庚曾經(jīng)這樣描述:“數(shù)與形本相倚依,焉能分作兩邊飛。數(shù)缺形時(shí)少知覺,形少數(shù)時(shí)難入微。數(shù)形結(jié)合百般好,隔離分家萬事非。幾何代數(shù)統(tǒng)一體,永遠(yuǎn)聯(lián)系莫分離?!睌?shù)形結(jié)合思想作為高中階段七大數(shù)學(xué)思想之一,每年都是高考的熱點(diǎn)。在平時(shí)練習(xí)過程中,我們應(yīng)該主要把握以下三個(gè)要點(diǎn):
一、理清限制約束條件是前提
在使用數(shù)形結(jié)合解題前,應(yīng)該先注意理清題目中的限制約束條件,限定范圍,才可準(zhǔn)確地解決問題。
例1.設(shè)集合A={x|y= +m},B={x|x+y- =0},若A∩B=?覫,求m的范圍。
解:y= +m得(y-m)2+x2=1(y≥m)
其幾何意義為以(0,m)為圓心,1為半徑的上半圓。
A∩B=?覫知直線與半圓無公共點(diǎn)。
在x+y- =0中,令x=-1,得y= 。
∴m> ,無公共點(diǎn)。
又由點(diǎn)(0,m)到直線距離d= >1
得到m> + (舍)或m< -
綜上可知m< - 或m> 。
在解答本題的過程中需要注意y的范圍,A集合所表示的圖形并非整個(gè)完整的圓,而只是圓的上半部分,如果忽略這一點(diǎn),將得到m> + 或m< - 這一錯(cuò)誤答案。
二、掌握?qǐng)D象變換是基礎(chǔ)
運(yùn)用數(shù)形結(jié)合,需要對(duì)圖象的平移、翻折等變換非常熟練,才能準(zhǔn)確地作出較復(fù)雜的函數(shù)圖象。
例2.函數(shù)f(x)=0 x=1lgx-1 x≠1,關(guān)于x的方程f 2(x)+bf(x)+c=0有7個(gè)實(shí)數(shù)根的充要條件是什么?
解:首先作出f(x)圖象,其中涉及較多圖象的翻折及平移,其圖象是由y=lgx→y=lgx→y=lgx-1→y=lgx-1變化得到,分為四個(gè)步驟,先y=lgx沿y軸翻折,再向右平移一個(gè)單位,在將x軸下部分圖象向上翻折。
當(dāng)f(x)>0時(shí),相應(yīng)的x有四個(gè)解;當(dāng)f(x)=0時(shí),x有三個(gè)解;當(dāng)f(x)<0時(shí),x無解。故欲使方程有7個(gè)根,只需關(guān)于f(x)的二次方程有一個(gè)正根,一個(gè)零根,
即c=0,此時(shí)另一根f(x)=-b>0,
所以,此方程有7個(gè)根的充要條件為:c=0且b<0。
本題主要考查函數(shù)圖象的各種平移及翻折,“左加右減,上加下減”的運(yùn)用及f(x)和f(x)的圖象變化。
三、熟悉函數(shù)性質(zhì)的關(guān)鍵
運(yùn)用數(shù)形結(jié)合思想解題,還要求熟練掌握函數(shù)的性質(zhì)(周期性、對(duì)稱性等)。
例3.x1為方程2x+2x=5的根,x2為方程2x+2log2(x-1)=5的解,求x1+x2。
解:2x+2x=5可變形為2x-1= -x,
2x+2log2(x-1)=5可變形為log2(x-1)= -x,
由反函數(shù)的對(duì)稱性質(zhì)及平移可知,y=2x-1和y=log2(x-1)圖象關(guān)于直線y=x-1對(duì)稱。
設(shè)兩交點(diǎn)分別為A(x1,y1)和B(x2,y2),易知A、B兩點(diǎn)關(guān)于直線y=x-1對(duì)稱,故有x2=y1+1y2=x1-1且A點(diǎn)在直線y= -x上,即y2= -x2=x1-1移項(xiàng)得到x2+x1=
本題對(duì)考查函數(shù)平移及對(duì)稱等關(guān)系要求較高,要求學(xué)生深刻理解互為反函數(shù)的兩個(gè)函數(shù)平移后對(duì)稱軸的變化情況,以及掌握兩點(diǎn)關(guān)于某直線對(duì)稱時(shí)的坐標(biāo)關(guān)系,即對(duì)函數(shù)的各種性質(zhì)非常
熟悉。
總之,當(dāng)我們?cè)诮忸}時(shí)時(shí)刻注意以上三個(gè)要點(diǎn),在運(yùn)用數(shù)形結(jié)合思想解題時(shí)就會(huì)得心應(yīng)手;而一旦忽視這些問題,就往往會(huì)出現(xiàn)一些“會(huì)而不對(duì),對(duì)而不全”的問題,事后追悔莫及。
編輯 張珍珍