李彥君
摘要:隨著時代的發(fā)展變化,在當下高中數(shù)學的學習過程中,更重視對數(shù)學學科概念以及結(jié)論等產(chǎn)生的背景進行詳細的分析,而數(shù)形結(jié)合作為數(shù)學四大思想方法之一,不僅符合當下對高中數(shù)學學習的重要理念,而且也是我們學生提高數(shù)學綜合能力的基礎(chǔ)。為此,在接下來的文章中,將圍繞數(shù)形結(jié)合思想在高中數(shù)學學習中的應(yīng)用展開分析,希望能夠給相關(guān)人士提供重要的參考價值。
關(guān)鍵詞:數(shù)形結(jié)合;高中數(shù)學
引言:數(shù)學是一門具有較強邏輯性的學科,也是研究數(shù)量關(guān)系及空間圖像的學科,對于高中生而言,數(shù)學知識非常枯燥,在學習的時候,難度比較大。而在實際學習過程中,應(yīng)用數(shù)形結(jié)合思想,不僅能激發(fā)學生的學習興趣,同時也利于學生對知識的學習與理解。
1.數(shù)形結(jié)合的運用原則
數(shù)學中最古老且最基本的研究對象,就是數(shù)和形,兩者在一定的條件下可以互相轉(zhuǎn)化。這種轉(zhuǎn)化可正可逆,具有一定的循環(huán)性和連續(xù)性。數(shù)和形之間的這種聯(lián)系被稱之為數(shù)形結(jié)合。利用數(shù)和形這種對應(yīng)的內(nèi)在聯(lián)系,我們學生在學習數(shù)形結(jié)合法時,又可以被分為兩種,即以數(shù)解形和以形助數(shù)。利用數(shù)形結(jié)合,可以促使學生在遇到較為困難復雜的問題時,更快的抓住解題重點理清解題思路,從而提高數(shù)學學習效率。以幾何圖形和抽象數(shù)量為例,數(shù)形結(jié)合法可以將抽象復雜問題迅速實際簡化,幫助我們更好地理解并掌握其本質(zhì)。
1.1雙向性原則。雙向性原則指的就是對幾何圖形進行直觀分析的同時,還要對其代數(shù)抽象性進行分析。代數(shù)語言的邏輯性、精確性非常強,可以避免幾何直觀的約束性,充分突出了數(shù)形結(jié)合的優(yōu)勢。
1.2等價性原則。等價性原則指的就是“數(shù)”的代數(shù)性質(zhì)和“形”的幾何性質(zhì)在進行轉(zhuǎn)化的時候,應(yīng)該是等價的。因為圖形局限性,導致在畫圖的時候,容易出現(xiàn)準確性不好的問題,影響了解題效果。為此,在數(shù)形結(jié)合應(yīng)用過程中,一定要重視等價性原則。
2.數(shù)形結(jié)合思想在高中數(shù)學的應(yīng)用分析
一些簡單的函數(shù)求值問題可利用基本不等式、判別式法等進行求解,有一些難度較大的函數(shù)求值問題如果純粹利用代數(shù)方法進行求解,不但無法順利解決問題,反而會進一步加大難度。但此時如果利用數(shù)形結(jié)合思想解題,則可將復雜的代數(shù)關(guān)系轉(zhuǎn)化為圖形語言,有效提高解題效率。
2.1在函數(shù)解題中的應(yīng)用
2.2在方程與不等式解題中的應(yīng)用。對于某些方程和不等式,如果純粹采用代數(shù)方法求解很難取得良好解題效果,但利用數(shù)形結(jié)合思想解題有時會產(chǎn)生意想不到的效果。
由此我們就可以推斷出a的取值范圍是a≥√2或a≤-√2且a≠±1。在方程的求解中,方程根的問題就是函數(shù)零點的問題,或者更為直接地將其理解為函數(shù)圖象與x軸交點的問題。但面對此類問題時,許多高中生只想到運用傳統(tǒng)的解方程方法進行解題,這樣不僅計算繁雜,而且很容易走入無法解出的死胡同。
2.3在解析幾何解題中的應(yīng)用
利用數(shù)形結(jié)合思想解決解析幾何的問題,可大致分為三個步驟:第一步建立平面直角坐標系;第二步將幾何條件轉(zhuǎn)化為代數(shù)條件;第三步根據(jù)代數(shù)條件進行運算求解并用幾何加以表示。例3點M是橢圓x2/25+y2/16=1上的一點,它到焦點F1的距離為2,N為MF1的中點,O是原點,那么請問|ON|的長度是多少?
分析:假設(shè)橢圓的另一個焦點為F2,那么就會得到|MF1|+|MF2|=2a,其中a=5,由此可得|MF2|=8,因為點N和點O分別是MF1、MF2 的中點,由圖3可知ON為MF1F2的中位線,因此可以確定|ON|的長度是4??梢?,在涉及距離、斜率、傾斜角等含有解析幾何的概念時,我們完全可利用數(shù)形結(jié)合思想對其進行簡化處理,進而全面提高解題準確性。
2.4在立體幾何解題中的應(yīng)用。數(shù)形結(jié)合思想不僅在平面幾何解題中發(fā)揮著重要作用,而且在立體幾何解題中扮演著不可替代的角色。在進行立體幾何解題時,如果只是單憑想象而不通過作圖的話是很難完成的。
例4已知在正方體ABCD-A'B'C'D'中,E、F兩點分別是 A'B'、B'C'的中點,求證EF與平面ACD'平行。
分析:仔細觀察圖4,由已知條件可知,EF與A'C'平行,又因為AC與A'C'平行,所以可得EF與AC平行,而AC包含于ACD',EF不包含于ACD',由此可得EF與面ACD'平行。
高中生的空間想象能力尚處于發(fā)展階段,在進行立體幾何解題時更需要我們掌握數(shù)形轉(zhuǎn)換的技巧與方法,特別是對于立體幾何中垂直、平行問題的處理,如果純粹地采用代數(shù)方法是很難有效解決的。
結(jié)語:在日常生活中,數(shù)學思想隨處可見,數(shù)形結(jié)合思想由古至今都在數(shù)學問題上占了很大比重,運用數(shù)學思想能夠讓復雜的教學問題簡單化,對于我們高中生來說,面對一些復雜的問題,在老師的引導下,也能夠自己朝解題方法方面去想、去解決問題,不會局限于一種解題思路,多運用數(shù)學思想,自己的視野也能夠更加開闊,思想能夠得到深化,課堂效率能夠得到很大程度的提高,認識問題與解決問題也更加全面,數(shù)學思想的很好運用能夠在應(yīng)試教育下脫穎而出,特別是對于當今的高考來說,數(shù)學問題貫穿于試卷的始終。
參考文獻:
[1]王新鋒.運用數(shù)形結(jié)合思想,深入探究兩種高考“熱點”圖象[J].湖南中學物理,2018,33(12):94-95.