大慶第一中學(xué) 黑龍江大慶 163000
三角函數(shù)的自變量與其它類型的函數(shù)有著很大的區(qū)別,它以自身為自變量,與三角函數(shù)和圓形、三角形等幾何圖形之間存在很大的聯(lián)系。作為歷屆高考中的數(shù)學(xué)必考知識(shí)點(diǎn),三角函數(shù)的題型多種多樣,且難度也存在明顯差異。高中生多由于知識(shí)體系缺失、解題方法單一等原因,導(dǎo)致了解題困難、解題效率低等一系列問題的出現(xiàn)。在這種情況下,高中生需要加強(qiáng)對三角函數(shù)題目的解題訓(xùn)練,并著重培養(yǎng)自身的數(shù)形結(jié)合思想,從而在面對三角函數(shù)相關(guān)題目時(shí),能夠做到游刃有余。
數(shù)字和圖形是數(shù)學(xué)中兩個(gè)最基本的研究對象,兩者可以進(jìn)行轉(zhuǎn)化。一般情況下,高中數(shù)學(xué)內(nèi)容多為數(shù)字與圖形兩種類型,數(shù)形結(jié)合是高中階段數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的主要內(nèi)容。
數(shù)形結(jié)合思想主要有兩種應(yīng)用方式,一種是通過數(shù)字來對圖形的某些屬性進(jìn)行描述,因?yàn)椋话闱闆r下題目中所給出的圖形都十分簡單,此時(shí)需要通過具體的數(shù)值觀察圖形中的邊、角、面積等規(guī)律;另一種則是通過簡單明了的圖形對數(shù)字的屬性和規(guī)律進(jìn)行深入研究[1]。
高中數(shù)學(xué)相較于初中階段,難度有了明顯的提高,并且,高中數(shù)學(xué)在相關(guān)知識(shí)方面數(shù)字與圖形的結(jié)合程度更高。例如,在集合類型的題目中,我們可以通過數(shù)軸表示已知條件所給出的數(shù)值范圍;在不等式和方程中通??梢詫⒎匠痰母醋鲀蓚€(gè)函數(shù)圖像的交叉點(diǎn);在線性規(guī)劃中可以通過圖形判斷函數(shù)的最值問題;在數(shù)列中可以將數(shù)列進(jìn)行排序從而發(fā)現(xiàn)規(guī)律。除此之外,我們還可以通過數(shù)軸解決絕對值等一系列問題,另外,在三角函數(shù)中我們還能夠確定其單調(diào)性和單調(diào)區(qū)間[2]。
數(shù)形結(jié)合思想有三個(gè)應(yīng)用要點(diǎn):首先,通過數(shù)形結(jié)合可以十分直觀和形象地表達(dá)出某種信息,在很大程度上可以將抽象符號(hào)形象化;其次,充分利用數(shù)字與圖形之間的對應(yīng)關(guān)系,來尋找不同知識(shí)點(diǎn)之間存在的聯(lián)系,如圖像和函數(shù)、方程和曲線之間存在的聯(lián)系;第三,在很多題目中借助圖像可以使解題過程簡化,降低解題難度,從而節(jié)約答題時(shí)間。
數(shù)形結(jié)合思想在應(yīng)用過程中主要可以分成三種基本形式:其一,將數(shù)字轉(zhuǎn)化成圖形,如果解題信息較為抽象,那么就可以通過圖像解決,其中主要考慮立體幾何、平面幾何以及解析幾何等知識(shí)點(diǎn);其二,將圖形賦予數(shù)字。當(dāng)圖形十分復(fù)雜的時(shí)候,我們不能直接通過圖形快速找出具有一定價(jià)值的信息,因此,需要借助數(shù)字進(jìn)行精準(zhǔn)計(jì)算;其三,構(gòu)建數(shù)字和圖像之間的共通性,其能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)字和圖形的相互轉(zhuǎn)換。
高中的三角函數(shù)主要包括正弦、余弦以及正切三種形式,通常情況下三角函數(shù)的題目會(huì)要求三者進(jìn)行轉(zhuǎn)換,以匹配題目中各元,此時(shí)就需要學(xué)生能夠?qū)φ嘞叶ɡ硎炀毷褂?,同時(shí)能夠通過象限簡單判定相應(yīng)問題。
平移方法可以很好地將三角函數(shù)與圖形相結(jié)合,這對于值域、象限以及單調(diào)性的判斷有著十分重要的作用。因此學(xué)生在學(xué)習(xí)三角函數(shù)的過程中,要充分把握三角函數(shù)圖形的平移概念,明確三角函數(shù)圖形在平移過程中需要注意的事項(xiàng)以及平移前后其特點(diǎn)的變化。這里需要注意的是,三角函數(shù)圖形的平移僅僅是改變了其位置,并沒有從根本上改變?nèi)呛瘮?shù)的單調(diào)性。由此可以看出,同一種圖形在平移過程中只會(huì)發(fā)生位置的改變而不會(huì)造成其形狀的改變。
本文在明確數(shù)形結(jié)合思想的基本含義、實(shí)際用途、應(yīng)用要點(diǎn)以及類型之后,分析了當(dāng)前大多數(shù)高中生在三角函數(shù)解題過程中出現(xiàn)的一些問題。其中,三角函數(shù)的合理轉(zhuǎn)換和平移方法的靈活應(yīng)用,是數(shù)形結(jié)合思想在高中三角函數(shù)中的具體表現(xiàn),其可以有效解決三角函數(shù)中的各種問題,促進(jìn)高中生數(shù)學(xué)思維的多元化發(fā)展,進(jìn)而使其形成良好的數(shù)學(xué)解題思維,同時(shí)提高其解題效率。