著名數學家華羅庚先生有一首膾炙人口的詩:“數無形時少直觀,形少數時難入微。數形結合百般好,隔離分家萬事休。”這表明了“數形結合”在數學學習中的重要地位。接下來,讓我們一起通過對一次函數與一元一次不等式的探究,來感受“數形結合”的魅力吧。
例題 如圖1,關于x的不等式kx+b>0的解集是______。
看到這道題,肯定有同學這樣想:用待定系數法求出函數表達式中的k、b,不難得到k=-1.5、b=3 ,再解不等式-1.5x+3>0,得x<2。
你還有其他思路嗎?我們可將“kx+b>0”轉化為“y>0”,則可看成直線y=kx+b上縱坐標為正的這部分圖像,直線x=2左側的函數圖像都在x軸上方(如圖2),即x<2時,y>0。這里,我們將“數”的問題轉化為“形”的問題來解決,更加形象、直觀、便捷。
變式1 如圖3,關于x的不等式kx+b>0的解集是______。
從例題到變式1,條件變少,如果我們僅從數的角度考慮,則無法求出函數表達式。但從“形”的角度可知不等式的解集仍為x<2,此時必須借助圖形求解。
變式2 如圖3,關于x的不等式kx-b≤0的解集是_______。
我發(fā)現,將圖3中函數y=kx+b的圖像向下平移2b個單位長度,可得函數y=kx-b的圖像。如圖4,由AAS或ASA可證△AOD≌△BOC,則A(-2,0)。觀察圖像,可得x≥-2。這里我們一定要注意,千萬不要忘記等號哦,數學可來不得半點馬虎!
變式3 如圖3,關于x的不等式kx+b≤2k的解集是_______。
觀察式子結構,我發(fā)現,可將2k移到不等號左邊,得k(x-2)+b≤0。即將函數y=kx+b的圖像向右平移2個單位長度,得函數y=k(x-2)+b的圖像,則原圖像與x軸的交點(2,0)隨之平移得(4,0),畫出圖像,觀察可得x≥4。
一條看似簡單的直線,因“數”與“形”的結合,連接了不等式與函數圖像,在動與靜的轉化中,不斷突破思維局限。我思我快樂!
教師點評:
一元一次不等式側重“數”,而一次函數具有直觀的“形”,“數”的性質和“形” 的特征緊密相連,兩者結合碰撞出新的火花。兩名同學善于觀察和思考,有很強的探究能力,在解決問題的過程中不斷提出新的問題,思維的廣度和深度都得到一定程度的提高,也體現了思維的靈活度。
(指導教師:封霞霖)