倪慧斌
幾何面板作為作圖工具,能直觀、明了地表現(xiàn)函數(shù)圖形,用數(shù)形結(jié)合的數(shù)學(xué)思想,能幫助我們便捷、透徹地研究函數(shù)的性質(zhì)。這為我們提高學(xué)習(xí)效率提供了一種現(xiàn)代化的學(xué)習(xí)手段。
我們經(jīng)常會遇到求交點個數(shù)問題,現(xiàn)有幾何畫板,這個問題的思考就簡單多了。如:
輸入函數(shù)的對話框(如圖1),然后用鼠標(biāo)點擊依次輸入“x”,“^”,“2”,“-”,“4”,“x”,“十”,“5”,在中間光標(biāo)閃動的空白處就會出現(xiàn)“x^2-4r十5”(如圖2),再點擊“確認(rèn)”。接著重復(fù)操作以上步驟,到再輸入第二個函數(shù)時,先用鼠標(biāo)點擊輸入“2”,再點“函數(shù)”圖標(biāo),找到自然對數(shù)“l(fā)n”點擊,用鼠標(biāo)點擊輸入“x”,再點擊“確認(rèn)”。兩個你要的函數(shù)圖象就會出現(xiàn)在你面前(圖3),題目的答案就一目了然了。當(dāng)然這個題的草圖相對還是很好畫的,只要把握二次函數(shù)的頂點為(2,1),且知道2ln2=ln4>1,就很容易得到草圖的形狀,也就很容易確定交點個數(shù)為2個。
當(dāng)函數(shù)圖象特征差異不是很明顯,有時特殊點的位置不好確定時,幾何面板的優(yōu)勢就更明顯。
如我們研究函數(shù)y=lgx的圖象和函數(shù)y=sinx的圖象的交點個數(shù)。
結(jié)合兩個函數(shù)的基本性質(zhì),我們知道正弦函數(shù)y=sinx的取值范圍為[-1,l],而常用對數(shù)函數(shù)中l(wèi)g10=l,但即便這樣,草圖還是不好畫,此時借助幾何面板就很輕松了。
打開幾何面板對話框,點擊“繪圖”,在拖動窗口中找到“繪制新函數(shù)”,點擊后,出現(xiàn)輸入函數(shù)的對話框。因為這兩個都是常見的初等函數(shù),幾何面板里有現(xiàn)存的模型,只用點擊“函數(shù)”,在拖動窗口里點擊“l(fā)og”,它就表示的是常用對數(shù),再用鼠標(biāo)點擊對話框中的“x”鍵,最后點擊“確認(rèn)”即可。完成函數(shù)y=lgx的圖象后在該對話框內(nèi)重復(fù)操作上述步驟,不同之處在點擊“函數(shù)”鍵后,再拖動窗口點擊“sin”,再用鼠標(biāo)點擊對話框中的“x”鍵,最后點擊“確認(rèn)”,此時會有一個供你選擇單位的對話框跳出(如圖4),點擊“是”,將單位統(tǒng)一為弧度,其他操作跟原來一致,就會在同一坐標(biāo)系得到二者的圖象。如果此時交點不是很明顯,還有一個好的辦法傳授給你,就是用鼠標(biāo)分別左擊選中兩個函數(shù)圖象,當(dāng)圖象都變色后,點擊對話框最上面一行的“構(gòu)造”,在拖動窗口中找到“交點”,點擊,兩個圖象的三個交點就會閃亮登場,如圖5。
又如教材中出現(xiàn)的常見函數(shù)y=tanx和y=sinx的交點問題,在同一坐標(biāo)系中,做出二者的草圖很容易,但是由于在原點附近,兩個圖象靠得很近,我們又怎么判斷交點呢?幾何面板為此提供了放大功能。
先用幾何面板做出圖6所示的圖象,如何判斷(0,π/2]上的交點情況?
tanx>sinx,這個結(jié)論一則可以通過代數(shù)式關(guān)系tanx=sinx/cosx解釋,二則就是運用幾何面板的放大功能輕松看圖。因為圖象靠得近,利用幾何面板的特性,分別用鼠標(biāo)左擊按住x軸和y軸的單位點,分別向右拖動和向上拖動,你就會發(fā)現(xiàn)局部圖象在不斷放大(如圖7),直到你滿意為止。
了解和學(xué)習(xí)幾何面板的基本功效,強化練習(xí),反復(fù)實踐,在每一次操作中,你都會收到意想不到的收獲,期待你的參與,為我們深層次的學(xué)習(xí)函數(shù)鋪好堅實的路基。endprint