魏金鳳
摘 要:數(shù)形結合思想是高中數(shù)學解題中實用性較強的一種方法,在平常的學習和研究中注重對這種思想的靈活運用,根據(jù)題目條件合理運用圖形,根據(jù)圖形拓展思維,真正做到“數(shù)”和“形”的結合,從而提高學生解題能力。以高中數(shù)學為對象,探析數(shù)形結合思想在高中數(shù)學解題中的有效應用。
關鍵詞:數(shù)形結合思想;高中數(shù)學;解題
如今,高中數(shù)學學習中,多數(shù)同學發(fā)現(xiàn)問題、提出問題、勇于創(chuàng)新和挑戰(zhàn)的意識還未養(yǎng)成,機械模仿教師方案、簡單套用教學內容的現(xiàn)象十分普遍。學生只是知識的搬運工,無法通過掌握知識的熟練應用,透過數(shù)學概念、原理、模型等進行數(shù)學學習的深層次延伸。此外,學生對數(shù)學中的概念理解不到位,只能做到詞句之間的表征結構對比,無法從內容本質上進行數(shù)形結合解題,對提高高中數(shù)學解題能力不利。在高中數(shù)學解題中使用數(shù)形結合思想,能將代數(shù)和幾何問題進行靈活轉化,促使復雜的問題簡單化,幫助學生通過圖形直接看出題目的本質,將抽象問題轉化為具體圖形,這也說明數(shù)形結合思想更便捷地幫助學生理解知識,掌握知識,消化知識。
一、數(shù)學結合思想應用價值
數(shù)形結合能讓某些抽象的數(shù)學知識變得形象化和生動化,從而將抽象思維轉化為具象思維,幫助學生分析和理解,在高中數(shù)學解題中有著較為廣泛的應用。數(shù)形結合思想作為重要的數(shù)學思想之一,從本質上來看是將抽象的數(shù)字語言同直觀的圖形語言有機地結合起來,對該思想的應用,關鍵在于促進數(shù)字與圖形彼此間的有效轉化,促使數(shù)字問題能夠實現(xiàn)圖形化,圖形問題能夠實現(xiàn)數(shù)字化,借助這種轉化,讓數(shù)學問題能夠從復雜向簡單轉化,使解題過程能夠得以事半功倍。對于數(shù)形結合思想來說,其主要分為兩種:一為以圖形性質為條件,對數(shù)值進行求解,即借助圖形的直觀性對數(shù)字間關系加以解決;二為以數(shù)字為條件,對圖形性質進行分析,即借助數(shù)字的嚴謹及精確性,對圖形性質進行分析[1]。隨著高中數(shù)學問題抽象化加深,數(shù)學學習中知識點理解困難形成學習阻礙,學習壓力提升。而數(shù)形結合不僅是一種教學方法,更是一種思維方式和解題策略。在抽象知識的學習中高效應用數(shù)形結合思想可以將一些問題采用圖形表示,利用圖形對數(shù)學語言進行解釋更為直觀,從而解決抽象的、較難理解的數(shù)學問題,幫助減輕高中數(shù)學解題實踐難點[2]。在實際解題過程中,學生可通過題目已知條件,利用圖形獲取答案,找出其中的數(shù)量關系。
二、數(shù)形結合思想的應用
(一)在集合問題解題中的應用
在高中數(shù)學學習中,集合作為其中基礎和重點內容,是較為??嫉念}目。集合在表示方法上有很多,對集合題目進行求解時,如僅依靠字面意思或數(shù)學符號加以理解及解題,會存在較大的難度。對集合類題目進行解題時,如果應用數(shù)形結合思想,以文氏圖、數(shù)軸等較為明顯的圖象將集合表現(xiàn)出來,能夠使抽象的集合問題實現(xiàn)簡化,繼而更容易求解出來,有效提升集合問題的解題效率。例如:M、N為集合I的非空真子集,且兩個子集并不相等。如M∩C1M=?覬,則M∪N=( )
對這一集合問題進行求解過程中,可對數(shù)形結合思想加以引入,通過文氏圖來求解,對解題思路進行簡化。如下圖1所示,N∩C1M=?覬,所以N?哿M。由于M≠N,所以N真包含于M,因此M∪N=M。在這一解題過程中,對數(shù)形結合思想的應用,使得各類復雜的計算過程得以避免。
(二)在立體幾何解題中的應用
在高中數(shù)學學習中,立體幾何屬于重要知識體系,對于很多學生來說也屬于學習難點所在。從立體幾何的概念可以看出,其具有立體特點,對立體幾何進行學習時,同樣需要具備立體感和空間想象力。在立體幾何問題的解題中,對數(shù)形結合思想加以應用,可借助立體幾何圖形和數(shù)字的有機結合,實現(xiàn)對立體幾何解題過程的簡化,提高立體幾何解題效率和正確性。如下圖2所示,在四棱錐P-ABCD中,其底面為平行四邊形。已知∠DAB為60°,且AB=2AD,PD⊥面ABCD。若PD=AD,求二面角A-PB-C的余
在立體幾何題目中,對二面角進行求解時,通常需要找出對應平面角,在計算其邊長基礎上,將余弦定理引入然后進行求解。該求解過程需要展開大量計算,且需要通過輔助線進行求解,容易出現(xiàn)錯誤。而對數(shù)形結合思想加以應用,通過向量法進行求解,則可使復雜的幾何問題向相對簡單的代數(shù)問題轉變,在解題思路與過程上均可得到較大簡化。解題過程中,可根據(jù)圖2,畫出圖3。
綜上所述,數(shù)形結合思想作為解決高中數(shù)學題型比較實用的一種方法,特別是在解決高中幾何題型中具有明顯的優(yōu)勢。本文從數(shù)形結合思想應用價值入手,依托具體例子,分析其在數(shù)學解題中的有效應用。
參考文獻:
[1]孔憲榮.數(shù)形結合思想在高中數(shù)學中的應用探究[J].高中數(shù)理化,2015(12):13.
[2]周晶.淺談數(shù)形結合方法在高中數(shù)學解題中的應用[J].中學課程輔導(教學研究),2017,11(5):224-225.
編輯 趙飛飛