摘要:數(shù)學作為一門工具學科,在眾多科目學習中都發(fā)揮著重要作用。在解決數(shù)學問題中會用到較多的數(shù)學思想,數(shù)形結(jié)合作為使用率較高的一種數(shù)學思想,通過數(shù)形結(jié)合方法能夠使得數(shù)學問題更加直觀準確,有利于對問題的分析,進而提高解題效率。
關鍵詞:數(shù)形結(jié)合;數(shù)學解題;應用分析
引言:
所謂的數(shù)形結(jié)合就是在問題分析過程中根據(jù)數(shù)與形之間的對應關系,實現(xiàn)數(shù)與形的轉(zhuǎn)化,進而用其解決相關問題,在具體分析中數(shù)形結(jié)合思想能夠“以形助數(shù),以數(shù)解形”,將復雜問題簡單化,抽象問題形象化,通過數(shù)形結(jié)合有助于抓住數(shù)學問題的本質(zhì),便于更快更準確的解決問題。本文主要對數(shù)形結(jié)合在解題中的應用進行分析。
一、數(shù)形結(jié)合在不同數(shù)學知識點中的應用
數(shù)形結(jié)合思想在眾多數(shù)學問題解決中都發(fā)揮著重要作用。數(shù)學知識學習中會涉及到較多內(nèi)容,因而在較多問題解決中都可采用數(shù)形結(jié)合方法。數(shù)形結(jié)合可應用到以下問題分析中:
1、絕對值問題
絕對值屬于數(shù)學學習中的常見問題,絕對值的學習對于有理數(shù)運算的意義以及實際解題均有重要意義。在絕對值代數(shù)意義以及幾何意義理解過程中可采用數(shù)形結(jié)合。尤其是在有理數(shù)計算過程中出現(xiàn)的絕對值,可將其通過數(shù)軸的形式展示出來,根據(jù)數(shù)軸快速做出判斷。
2、數(shù)學方程以及數(shù)學不等式
數(shù)學中的方程問題可以通過轉(zhuǎn)化成為不同函數(shù)對應的交點問題,對于方程組而言,同樣的可以將其轉(zhuǎn)化為不同函數(shù)圖像對應曲線的交點問題,實現(xiàn)了代數(shù)知識和幾何知識的有機結(jié)合。對于不等式而言,仍然可以將其轉(zhuǎn)化為對應的函數(shù)圖像,然后依據(jù)不等式成立的條件對不等式取值范圍做出分析。如一次函數(shù)圖像為直線,二次函數(shù)圖像為拋物線;反比例函數(shù)圖像為拋物線;三角函數(shù)圖像為正弦式曲線等,掌握這些常見函數(shù)的圖像對于解決相關數(shù)學問題具有重要作用[1]。
3、線性規(guī)劃問題
線性規(guī)劃問題在實際生活中應用較多,比如:人力調(diào)配、資源利用等,由于線性規(guī)劃問題實際應用范圍較廣,因而關于這方面的知識在學習中國也得到了高度重視。線性規(guī)劃問題在分析中主要是根據(jù)約束條件、線性約束條件、目標函數(shù)、現(xiàn)行目標函數(shù)等求解出對應的可行解和可行域,然后確定出在函數(shù)最大值或者最小值情況下對應的可行解。在線性規(guī)劃問題解決中通過數(shù)形結(jié)合有助于明確可行解。
4、三角函數(shù)問題
三角函數(shù)圖象和性質(zhì)屬于平面三角中的重要內(nèi)容,三角函數(shù)具有周期性以及“多對一”的特性,在三角函數(shù)的單調(diào)性、三角函數(shù)某一區(qū)間大小比較等方面,可采用數(shù)形結(jié)合思想,根據(jù)不同三角函數(shù)圖像對其做出判斷和分析。借助于三角函數(shù)圖像實現(xiàn)三角函數(shù)和代數(shù)函數(shù)的組合,使得相關問題解決更加便捷。
數(shù)學結(jié)合思想作為一種重要的數(shù)學思想,在解決數(shù)學問題中發(fā)揮著重要作用。當然實際應用范圍較廣,在實際數(shù)學問題分析中可根據(jù)具體的問題考慮是否采用數(shù)形結(jié)合。
二、數(shù)形結(jié)合在解題中的應用思路
數(shù)形結(jié)合在相關問題分析中主要從三個方面進行應用,其一就是將數(shù)學問題轉(zhuǎn)化為圖形問題,根據(jù)給出的數(shù)學問題繪制對應的圖形。當然繪制圖像的前提就是掌握不同函數(shù)圖像、幾何知識圖像等,對于給出的問題能夠繪制圖像,這樣才能實現(xiàn)數(shù)形結(jié)合;其二就是能夠從給出的圖形中捕捉到關鍵信息,對于直觀無法做出判斷的,可對部分圖象進行賦值,進而得出相應的規(guī)律;其三就是兼顧數(shù)學知識和圖形,實現(xiàn)數(shù)形互變,同時將原有問題轉(zhuǎn)化為圖形以及數(shù)學知識。
三、數(shù)學問題解決中數(shù)形結(jié)合實例分析
1、數(shù)形結(jié)合在方程解個數(shù)確定中的應用
方程確定解個數(shù)過程中可采用數(shù)形結(jié)合思想,也就是將方程轉(zhuǎn)化為不同曲線交點問題。然后通過繪制相應的圖像對解的個數(shù)做出判斷。
比如:在方程X2-2X-3=a解的個數(shù)確定過程中,可將其轉(zhuǎn)化為兩個函數(shù)交點問題,也就是函數(shù)y=a與函數(shù)y=|x2-2x-3|交點問題。其中函數(shù)y=a的圖像為直線,而y=|x2-2x-3|的函數(shù)圖像可先做出拋物線y=x2-2x-3圖像,根據(jù)絕對值的意義,y始終為非負數(shù),因而需要將原有圖像中X軸線下方的圖像向上翻,最終得到函數(shù)y=|x2-2x-3|的圖像,根據(jù)兩者的交點,可以對解的個數(shù)做出判斷。通過圖像分析后,可知,當a<0的情況下,沒有交點,無解;當a=0或者a>4的時候,有兩個解;當0 通過數(shù)形結(jié)合思想的應用能夠直觀地對方程解個數(shù)做出判斷,提高解題效率。 2、在三角函數(shù)中的應用 比如在函數(shù)y=(cosθ-cosα+3)2+(sinθ-sinα-2)2極值求解過程中,可將上述問題轉(zhuǎn)化為兩個不斷變化點之間的距離問題,其中一點坐標為(cosθ,sinθ)另外一點坐標為(cosα-3, sinσ+2),通過轉(zhuǎn)化,上述兩點對應的軌跡方程為x2+y2=1以及(x+3)2+(y-2)2=1,兩者均為圓,根據(jù)繪制的圖形,可得到最大值和最小值,其中最大值為2+ ,最小值為 -2。 通過數(shù)形轉(zhuǎn)化將原本復雜的問題轉(zhuǎn)化為簡單問題,然后借助于特殊函數(shù)的圖像特點,完成問題的分析和解答[2]。 結(jié)束語: 數(shù)形結(jié)合思想作為一種重要的解題思路,在數(shù)學問題分析中具有重要的應用價值,大多數(shù)數(shù)學問題都可以通過轉(zhuǎn)化繪制出對應的圖形或者是根據(jù)圖像獲取關鍵信息,便于更好的解決各類應用問題。當然數(shù)形結(jié)合方法應用的前提就是明確數(shù)形結(jié)合思想,并對常見函數(shù)圖像、幾何知識性質(zhì)特點有全面了解,這樣在實際應用中才能夠游刃有余。 參考文獻: [1]陸一冰.試論數(shù)形結(jié)合思想在高中數(shù)學解題中的應用[J].中國培訓,2016(22):204. [2]陳向前.數(shù)形結(jié)合在中學數(shù)學解題中的應用[J].中外企業(yè)家,2014(33):171. 作者簡介:張云琦(2000.06.16—)女,漢族,陜西省漢中市人,高中學歷。