季欣欣
【摘 要】主要研究高中數(shù)學解題中數(shù)形結(jié)合思想的應用,分析了數(shù)形結(jié)合思想的內(nèi)涵以及其應用技巧,在此基礎上,對高中數(shù)學解題中,數(shù)形結(jié)合思想的應用策略進行了初步討論。
【關(guān)鍵詞】高中;數(shù)學;數(shù)形結(jié)合
數(shù)形結(jié)合思想在高中數(shù)學的教學以及解題中有著廣泛的應用,如果學生能夠很好的掌握并靈活應用數(shù)形結(jié)合思想,將能夠有效提高學生的數(shù)學解題能力,對學生的數(shù)學學習以及數(shù)學思維能力的培養(yǎng)有很大幫助,因此教師在課堂教學中應該重視對學生數(shù)形結(jié)合思維的培養(yǎng)與滲透,讓學生能夠在數(shù)學解題中靈活應用數(shù)形結(jié)合思想,降低解題難度。
1高中數(shù)學解題與數(shù)形結(jié)合思想
1.1數(shù)形結(jié)合
數(shù)學學科的本質(zhì)是對現(xiàn)實世界數(shù)量關(guān)系以及空間形式的研究,其中數(shù)量關(guān)系就是數(shù),空間形式就是形,數(shù)形結(jié)合是數(shù)學學科的基本特點,也是數(shù)學問題解答的關(guān)鍵。數(shù)形結(jié)合思想把簡單易懂的圖象和復雜抽象的數(shù)學問題有機結(jié)合了起來,把復雜的代數(shù)問題轉(zhuǎn)變?yōu)榱撕唵我锥膱D形問題,或者把難解的圖形問題轉(zhuǎn)變?yōu)楹唵蔚拇鷶?shù)問題,應用這樣的解題技巧,能夠顯著降低解題運算量,提高解題效率,同時也降低了解題步驟的理解難度。
1.2數(shù)形結(jié)合思想在解題中的應用
一般來說,數(shù)形結(jié)合主要通過數(shù)與坐標系上對應關(guān)系、函數(shù)和坐標系圖形的對應關(guān)系、方程和函數(shù)曲線之間的關(guān)系、代數(shù)式幾何意義等幾種轉(zhuǎn)化途徑作為連接代數(shù)與圖形的紐帶。數(shù)形結(jié)合思想的學習以及應用,對學生的數(shù)學基礎知識水平有一定的要求,解題者需要了解某一代數(shù)式的幾何意義,或者某一圖形曲線的代數(shù)形式,在此基礎上,需要合理設置并靈活應用于參數(shù)與假設,然后再確定其正確的取值范圍。
1.3數(shù)形結(jié)合解題能力
數(shù)與形的結(jié)合與轉(zhuǎn)化是數(shù)學這一學科的本質(zhì)特征和基礎規(guī)律,二者之間相互依存,互相印證,抽象的數(shù)量關(guān)系往往有清晰的幾何表現(xiàn),復雜的幾何表現(xiàn)往往有清晰的數(shù)量關(guān)系,二者之間通過對應關(guān)系能夠相互轉(zhuǎn)化。數(shù)形結(jié)合解題能力是一種基礎的數(shù)學解題能力,通過數(shù)量關(guān)系與幾何關(guān)系的結(jié)合應用,能夠極大的降低解題難度和理解難度,給數(shù)學知識的解答以及教學都帶來了新的途徑與方法,對啟發(fā)學生思維、發(fā)展數(shù)學核心素養(yǎng)有著深遠的影響。
2高中數(shù)學解題中數(shù)形結(jié)合思維的應用
2.1在函數(shù)問題的應用
函數(shù)是高中數(shù)學教學的重點和難點,是高中數(shù)學教材內(nèi)容比較多的一個知識點,需要學習和掌握的函數(shù)類型也比較多,三角函數(shù)、對數(shù)、指數(shù)、冪函數(shù)等。這一類題目如果學生做題不講究方法,嘗試用代數(shù)方法來解題,解題過程將比較復雜,運算量比較大,容易出現(xiàn)計算錯誤。例如人教版高中數(shù)學必修4第一章《三角函數(shù)》的課堂教學中,學生在周期函數(shù)表達式的解題過程中,如果只根據(jù)已知條件求解,則解題難度會比較大,而如果學生嘗試在坐標系中把已知數(shù)量關(guān)系表達出來,在此基礎上進行計算,則能夠快速得出周期函數(shù)表達式,降低了解題難度,減少了運算錯誤。
2.2空間圖形問題的解決
高中數(shù)學也涉及到空間幾何問題,比如異面直線角度問題、三維空間復雜幾何體問題、二面角問題等,這一類問題無法通過大腦思考以及公式推算得到答案,在這種情況下,教師就可以鼓勵學生在草紙上繪制幾何圖形,把題目中已知的數(shù)量關(guān)系轉(zhuǎn)變?yōu)閹缀我?guī)律,在此基礎上進行求解。例如人教版高中數(shù)學必修2第一章《空間幾何體》的解題教學中,在空間異面直線夾角問題的求解過程中,如果學生只是利用代數(shù)方法進行計算,計算難度將非常大,而如果學生能夠在解題時,依據(jù)已知條件,把空間幾何體的形狀大致畫出來,然后再添加合適的輔助線以及輔助面,則可以通過較小的運算和比較簡單的步驟,取得正確結(jié)果。
2.3集合題目的求解
集合問題是高中數(shù)學比較基礎的問題,但是比較抽象,學習難度較大。集合問題一樣可以應用數(shù)形結(jié)合的思維來求解,無論是交集補集,相互之間都有一定關(guān)系,可以通過圖形的形式來表達并用于解題,對提高解題效率與準確度有很大幫助。例如人教版高中生數(shù)學一年級必修1第一章1.1《集合》的課后練習解題教學中,教師就可以引導學生利用數(shù)學結(jié)合思 想,通過畫韋恩圖來清晰的展示數(shù)量關(guān)系,快速解題的同時,有效簡化了計算的步驟,對提高計算結(jié)果準確率有很大幫助。
3結(jié)束語
綜上,高中數(shù)學解題中,數(shù)形結(jié)合思想可以用于求解集合題目、空間圖形問題以及函數(shù)問題,通過對已知條件的圖形化分析,能夠更加充分的利用已知條件,減輕理解難度,減少計算步驟,提高解題效率和準確性,因此教師在解題教學中,應該加強數(shù)形結(jié)合思想的滲透,進一步提高學生的數(shù)學解題能力。
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