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        在高中數(shù)學(xué)中應(yīng)用數(shù)形結(jié)合方法

        2019-12-18 08:31:10楊曉飛
        魅力中國(guó) 2019年45期
        關(guān)鍵詞:拋物線數(shù)形方程

        楊曉飛

        (貴州省務(wù)川中學(xué),貴州 務(wù)川 564300)

        高中數(shù)學(xué)中的知識(shí)概念對(duì)于學(xué)生來說更為抽象,學(xué)生在高中數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)中掌握了數(shù)形結(jié)合的方法能使數(shù)字與圖形相結(jié)合,抽象難懂的數(shù)學(xué)題目能在圖形中表現(xiàn)出來。學(xué)生通過圖形有一個(gè)直面感觀,從而能夠耗費(fèi)少量時(shí)間從圖形中找到正解。因此,教師應(yīng)在高中數(shù)學(xué)教學(xué)中向?qū)W生展示數(shù)形結(jié)合方法在不同題型中的運(yùn)用。

        一、在函數(shù)中應(yīng)用數(shù)形結(jié)合方法

        函數(shù)既是學(xué)生在高中最先接觸的數(shù)學(xué)知識(shí),也是教師最愛考察的內(nèi)容。通過對(duì)學(xué)生做題的情況進(jìn)行調(diào)查,教師可以發(fā)現(xiàn)學(xué)生在函數(shù)題型上丟分比較嚴(yán)重。之所以如此,是因?yàn)閷W(xué)生對(duì)函數(shù)的有關(guān)題目直接用數(shù)字一步步的往下算。對(duì)于函數(shù)的有關(guān)題目,如果運(yùn)用這種直接運(yùn)算方法,不僅耗費(fèi)學(xué)生大量時(shí)間,在運(yùn)算中產(chǎn)生煩躁心理,還容易導(dǎo)致運(yùn)算錯(cuò)誤的情況[1]。教師需要引導(dǎo)學(xué)生在函數(shù)的解題中運(yùn)用數(shù)形結(jié)合的方法,使學(xué)生的正確率有所提升。在對(duì)人教版高中數(shù)學(xué)中的“集合與函數(shù)概念”這一章進(jìn)行教學(xué)時(shí),教師在重點(diǎn)傳授學(xué)生函數(shù)的基本性質(zhì)時(shí),可以運(yùn)用數(shù)形結(jié)合的方法使學(xué)生對(duì)其有更深一步的記憶,使學(xué)生能夠在解題時(shí)運(yùn)用數(shù)形結(jié)合方法。例如,在函數(shù)基本性質(zhì)中,有這么一道題:y=x2-4x+1,求x∈(1,4)的值域。對(duì)于這道題,應(yīng)該讓學(xué)生先觀察是否能把題中的數(shù)字直接代入得到答案。經(jīng)過觀察可以發(fā)現(xiàn)這道題由于不是單調(diào)的,不能直接代入進(jìn)去。因此這道題明顯需要結(jié)合圖形才能解出答案。教師向?qū)W生展示出這個(gè)式子的圖形后,學(xué)生可以直接通過圖像找出最小值是對(duì)稱抽的中心點(diǎn),通過對(duì)函數(shù)性質(zhì)的學(xué)習(xí),學(xué)生可以找到這個(gè)式子的最大值是x=5時(shí),因此,將x=2,x=5代入進(jìn)去,可以得到最后的正確答案,值域是(-3,6)。

        二、在方程中應(yīng)用數(shù)形結(jié)合的方法

        方程本身對(duì)于學(xué)生來說難度不會(huì)太大,但在高中數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)中,方程不再與初中學(xué)習(xí)的知識(shí)一樣。方程與其他知識(shí)相結(jié)合,成為一個(gè)新知識(shí),從而成為一個(gè)新的難點(diǎn)。比如函數(shù)與方程、直線的方程、圓的方程、曲線與方程等相關(guān)學(xué)習(xí)內(nèi)容,對(duì)于學(xué)生來說,難度十分大。在求解方程的解的個(gè)數(shù)時(shí),由于學(xué)生很難確定零點(diǎn)的個(gè)數(shù),教師需要教授學(xué)生如何將方程轉(zhuǎn)為函數(shù)關(guān)系,將等量關(guān)系在坐標(biāo)系上表明,讓學(xué)生一目了然,即使無法確定真正的數(shù)值,有一個(gè)模糊的區(qū)間在坐標(biāo)系上,學(xué)生對(duì)方程的應(yīng)用會(huì)更加得心應(yīng)手。在人教版高中數(shù)學(xué)中的“函數(shù)與方程”這一章進(jìn)行教學(xué)時(shí),利用轉(zhuǎn)化的拋物線,例如,m為何值時(shí),關(guān)于X的一元二次方程-X2+5X-1+b=0的兩實(shí)根一個(gè)大于3,另一個(gè)小于3。將該方程在坐標(biāo)軸上表示,可以看到此一元二次函數(shù)圖像為開口向上的拋物線,其對(duì)稱軸為x=-5/2(x=-b/2a)。題目中對(duì)于要求兩根分別大于3和小于3,只要當(dāng)拋物線在對(duì)稱軸右邊(即正方向)與x軸的交點(diǎn)大于3(即(3,0)在拋物線之內(nèi))就可以了。又因?yàn)閽佄锞€的開口大小取決于(-1+b)的大小,(-1-b)越小,開口就越大,所以只要將(3,0)代入函數(shù),計(jì)算得到m=-23,那么最后得出答案為m<-23時(shí),關(guān)于X的一元二次方程-X2+5X-1+b=0的兩實(shí)根一個(gè)大于3,另一個(gè)小于3。

        三、在幾何立體圖形中應(yīng)用數(shù)形結(jié)合的方法

        將圖形轉(zhuǎn)化為等量關(guān)系,讓學(xué)生去計(jì)算等量關(guān)系轉(zhuǎn)化的數(shù)據(jù)。教師可以看到高考考查的重點(diǎn),與解析幾何離不開,而解析幾何的難點(diǎn)在于容易在計(jì)算量中出錯(cuò),學(xué)生常常會(huì)失分很嚴(yán)重,可能這是一道大題中的一小問,一個(gè)微小的數(shù)據(jù)改變了很多[2]。所以,在解題時(shí),要注意步驟,要運(yùn)用適當(dāng)?shù)姆椒?。在人教版高中?shù)學(xué)中的“圓錐曲線與方程”這一章進(jìn)行教學(xué)時(shí),教師是將圖形直觀的用數(shù)據(jù)顯示。已知兩點(diǎn)A(-1,0),B(0,2),點(diǎn)P是圓(x-1)2+y2=1上任意一點(diǎn),則求△PAB面積的最大值與最小值。面積的最大最小值就是求高的最大最小值,最大最小值的發(fā)生點(diǎn)自然是在和AB平行的兩條切線和圓的切點(diǎn),而這兩個(gè)切點(diǎn)也必定通過圓心到AB的垂線上,在知道圓心的基礎(chǔ)上,利用兩點(diǎn)斜率公式計(jì)算斜率,通過聯(lián)立兩個(gè)方程,得出坐標(biāo)點(diǎn),此時(shí)我們可以通過“數(shù)形結(jié)合”方法,將方程式轉(zhuǎn)化成圖形,不用大量的計(jì)算,大多數(shù)這類題目的坐標(biāo)點(diǎn)容易計(jì)算失誤,通過數(shù)形結(jié)合的方法,節(jié)省學(xué)生解題時(shí)間,可以利用更多的時(shí)間在難題上。兩點(diǎn)斜率和圓、橢圓等圖形的方程式,都是在通過幾何立體圖形去表達(dá)方程式。

        結(jié)語

        綜上所述,教師在應(yīng)用數(shù)形結(jié)合方法于高中數(shù)學(xué)教學(xué),是為了幫助學(xué)生更快、更方便學(xué)生去讀懂題目,去面對(duì)千變?nèi)f化的題目,只有直擊重點(diǎn),才能讓學(xué)生對(duì)于高中數(shù)學(xué)內(nèi)容有更為直觀的了解,助力學(xué)生去培養(yǎng)自己的數(shù)學(xué)思維,充實(shí)自我。

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