劉天有
數(shù)形結(jié)合是在數(shù)學(xué)解題過程中的一種重要解題思想,它是根據(jù)數(shù)與形之間的對應(yīng)關(guān)系,通過數(shù)和形的相互轉(zhuǎn)化解決數(shù)學(xué)問題的.數(shù)形結(jié)合的實質(zhì)是將較抽象的數(shù)學(xué)語言和直觀的圖象結(jié)合起來,它可以使代數(shù)問題幾何化,幾何問題代數(shù)化,其應(yīng)用包括兩個方面:(1)把某些抽象的數(shù)學(xué)問題直觀化、形象化,揭示數(shù)學(xué)問題的本質(zhì);(2)把直觀圖形數(shù)量化,使其更加精確.現(xiàn)整理如下題型供大家體會:
題型一:數(shù)形結(jié)合解決方程的根的個數(shù)問題
例1.對于實數(shù)a和b,定義運算“*”:a*b=a2-ab,a≤bb2-ab,a>b設(shè)f(x)=(2x-1)*(x-1),且關(guān)于x的方程f(x)=m(m∈R)恰有三個互不相等的實數(shù)根x1,x2,x3,則x1,x2,x3的取值范圍是________.
題型分析:本題屬于新定義題型,需先寫出f(x)的解析式,然后將方程f(x)=m的根的個數(shù)轉(zhuǎn)化為求函數(shù)y=f(x)圖象與直線y=m交點的個數(shù).
解析:由定義知f(x)=2x2-x,x≤0-x2+x,x>0
解:因為a>0,所以二次函數(shù)f(x)的圖象開口向上.
又f(0)=-1,所以要使函數(shù)f(x)的一個零點在區(qū)間(1,2)內(nèi),則有a>bf(1)<0f(2)>0,即如圖2所示的陰影部分是上述不等式組所確定的平面區(qū)域,式子表示平面區(qū)域內(nèi)的點P(a,b)與點Q(-1,0)連線的斜率.
而直線QA的斜率k=1,直線4a+2b-1=0的斜率為-2,顯然不等式組所表示的平面區(qū)域不包括邊界,所以P,Q連線的斜率的取值范圍為(-2,1),故選D.
反思:如果等式、代數(shù)式的結(jié)構(gòu)蘊含明顯的幾何特征,就要考慮用數(shù)形結(jié)合的思想方法解題,即所謂的幾何法求解.
題型三 數(shù)形結(jié)合解幾何問題
例3.如圖3,已知點P在拋物線y2=4x上,那么點P到點Q(2,-1)的距離與點P到拋物線焦點距離之和取得最小值時,點P的坐標為( )
題型分析:本題可以結(jié)合圖形將拋物線上的點P到焦點的距離轉(zhuǎn)化為到準線的距離,再探求最值.
解析:定點Q(2,-1)在拋物線內(nèi)部,由拋物線的定義可知,動點P到拋物線焦點的距離等于它到準線的距離,問題轉(zhuǎn)化為當點P到點Q的距離和點P到拋物線的準線距離之和最小時,求點P的坐標,顯然點P是直線y=-1和拋物線y2=4x的交點時,兩距離之和取最小值,解得這個點的坐標是(,-1),答案為A.
反思:在幾何中的一些最值問題中,可以根據(jù)圖形的性質(zhì)結(jié)合圖形上點的條件進行轉(zhuǎn)換,快速求得最值.
縱觀多年來的高考試題,巧妙運用數(shù)形結(jié)合的思想方法處理一些抽象的數(shù)學(xué)問題,可以起到事半功倍的作用,數(shù)形結(jié)合的重點是研究“以形助數(shù)”,把代數(shù)問題與圖形緊密結(jié)合起來,可以使代數(shù)問題幾何化,幾何問題代數(shù)化.
參考文獻:
熊云豐.巧用數(shù)形結(jié)合的思想解題[J].才智,2008(24).
編輯 楊國蓉