江蘇省海門市四甲初級中學 江建英
數(shù)學學科是一門重視邏輯性的學科,其主要研究內(nèi)容是數(shù)量關(guān)系與空間形態(tài)。數(shù)學學科最顯著的特點就是數(shù)與形,數(shù)形結(jié)合思想就是數(shù)學學科的樞紐,將各個知識點關(guān)聯(lián)起來。因此,在求解數(shù)學問題時,采用數(shù)形結(jié)合思想可以有效提高解題效率,深化學生對知識點的理解。本文以初中數(shù)學考查最多的函數(shù)、不等式及幾何這三類問題為著眼點,對數(shù)形結(jié)合思想進行應用探究。
函數(shù)知識點可謂是初中數(shù)學的第一大知識點,不僅是教學重點,也是考查熱點,尤其是二次函數(shù)知識,是很多初中生的數(shù)學學習陰影。所以在教學時,有必要針對函數(shù)求解中的數(shù)形結(jié)合思想進行滲透,深化學生對函數(shù)性質(zhì)及其圖像的理解。
分析:本題雖是方程問題,但從題意不難看出,本題考查的二次函數(shù)的根的基本性質(zhì)。故首先需要將方程轉(zhuǎn)化成函數(shù),再結(jié)合函數(shù)圖像進行求解。
點評:方程與函數(shù)、函數(shù)表達式及其圖像,這三者在初中數(shù)學訓練中常常可以互相轉(zhuǎn)換,最終都可以靠攏到數(shù)形結(jié)合思想上。通過函數(shù)圖像分析,可以更加直觀、便捷、準確地得到結(jié)論。
初中數(shù)學不等式知識點中涉及數(shù)形結(jié)合思想的也較為常見,但往往考查的較為容易,簡言之,類似于讀圖寫作。只要掌握基本函數(shù)的性質(zhì)及圖像,經(jīng)過簡單分析即可得到結(jié)論。
例2 函數(shù)y=-2x與函數(shù)y=kx+b的圖像如圖所示,兩直線相交于點A(m,3),試問關(guān)于x的不等式kx+b+2x>0的解集。
分析:對于涉及參數(shù)的不等式問題,我們首先想到的就是求解參數(shù),若是缺少必要的求解條件時,則可以從消元的角度尋求突破。
解析:由交點A在函數(shù)y=-2x的圖像上,可得m=-3/2。再將交點代入函數(shù)y=kx+b中,得到參數(shù)k、b之間的關(guān)系量,最后利用消元法,得到解集。但細心的同學不難發(fā)現(xiàn)本題中兩個函數(shù)表達式的關(guān)系:已知函數(shù)y=kx+b的圖像,則不等式kx+b+2x>0可以轉(zhuǎn)換為kx+b>-2x。此時,該不等式求解即變成了兩個函數(shù)圖像之間的關(guān)系,結(jié)合圖像,不難得到原不等式的解集為x>-3/2。
點評:在本題求解后,教師不妨將上述兩類求解過程展示出來,在解法對比中揭示數(shù)形結(jié)合思想的求解奧秘及精髓,引導學生發(fā)現(xiàn)該方法的益處。
幾何問題中的數(shù)形結(jié)合思想的應用更為廣泛,幾何圖形形狀與邊角代數(shù)關(guān)系之間的結(jié)合尤為常見。以三角形為例,利用三角形邊角關(guān)系,當滿足某些條件時,即可判斷出三角形形狀。在分析具體問題時,如何使用三角形邊與邊、邊與角之間的關(guān)系,就需要學生結(jié)合所學知識,靈活變通使用。
例3 如圖所示,三角形ABC中三邊長分別為a、b、c,若這三個參數(shù)滿足方程無實根,求三角形ABC的形狀。
分析:結(jié)合已知條件,只有方程無實根。故本題只能從該條件入手,整理方程式,利用方程根的判別式性質(zhì),對已知條件進行更加深入的應用。
點評:該數(shù)形結(jié)合問題涉及二次函數(shù)、不等式、幾何等多方面知識,對學生的綜合能力提出了較高要求。針對此類問題,一般都是由已知條件入手,結(jié)合數(shù)形關(guān)系,不斷向最終結(jié)論靠攏,實現(xiàn)順利求解。
總之,數(shù)形結(jié)合思想的培養(yǎng)需要一個系統(tǒng)的過程,在該思想教學中,切忌生搬硬套,強行灌輸,而應該在潛移默化中滲透數(shù)形結(jié)合思想。在日常數(shù)學教學及解題分析中循循善誘,引導學生自己使用、發(fā)現(xiàn)并總結(jié)出該思想,實現(xiàn)對數(shù)學知識點的融會貫通。