浅谈数形结合的方法,本文主要内容关键词为:浅谈论文,方法论文,此文献不代表本站观点,内容供学术参考,文章仅供参考阅读下载。
数形结合思想是一种重要的数学思想,它的实质就是根据数与形之间的对应关系,通过数与形的相互转化来解决问题.用数形结合思想解题能简化推理和运算,具有直观、快捷的优点.在历年高考试题的解答中都体现了数形结合思想的广泛应用.
一、借助函数与图像的对应关系实现数形结合
在解方程或解不等式的问题中,若方程或不等式中的代数式能分拆成一次函数、二次函数、对数函数、指数函数和三角函数等形式,则一般可利用函数的图像直观地使问题获得解决.
例1 (2003年全国高考试题)使log[,2](-x)< x+1成立的x的取值范围是______.
解 如图1,在同一坐标系中作出函数y[,1]=log[,2](-x),y[,2]= x+1的图像,易知两图像交于点(-1,0).
显然y[,1]<y[,2]的取值范围是(-1,0).
点评 对于不便化为代数不等式的超越不等式,一般解法是利用形数结合.
二、借助几何元素或几何条件实现数形结合
复数与三角函数概念的建立离不开直角坐标系,因此这些概念含有明显的几何意义.采用数形结合解决此类问题非常直观清晰.
例2 (2002年北京市高考题)已知z[,1],z[,2]∈C且|z[,1]|=1,若z[,1]+z[,2]=2i,则|Z[,1]-Z[,2]|的最大值是(
).
(A)6
(B)5
(C)4
(D)3
解 由z[,1]+z[,2]=2i得z[,2]=2i-z[,1],代入|z[,1]-z[,2]|得
|z[,1]-z[,2]|=|z[,1]-(2i-z[,1])|=2|z[,1]-i|.
∵ |z[,1]|=1.
∴ 复数z[,1]的对应点Z[,1]的轨迹是以原点为圆心,r=1的圆,如图2,
设A(0,1),则|z[,1]-i|=|Z[,1]A|.当Z[,1]与B(0,-1)重合时,
|z[,1]A|[,max]=2.
∴ [z[,1]-z[,2]|的最大值等于4.选(C).
三、借助曲线与方程的对应关系实现数形结合
二元一次方程,二元二次方程能与直线、二次曲线相对应,因此它们含有明显的几何意义.用数形结合法解此类问题,能在解题过程中充分利用平面几何和解析几何的知识,使解题思路更开阔.
例3 (2002年北京市高考题)若直线l:y= kx-与直线2x+3y-6=0的交点位于第一象限,则直线的倾斜角的取值范围是(
).
(A)[π/6,π/3) (B)(π/6,π/2)
(c)(π/3,π/2) (D)[π/6,π/2]
分析 本题若先求出两直线交点,再求k的取值范围,运算量较大,用数形结合法更直观、简便.
解 如图3,知A(3,0),B(0,2).
直线l过定点C(0,-),
直线l的斜率
要便直线l与直线2x+3y-6=0的交点在第一象限,必须k>.
故直线l倾斜角的取值范围为(π/6,π/2).选(B).
四、借助数与式的结构实现数形结合
若所求问题中的等式或代数式的结构含有明显的几何意义,如:a[2]+b[2](可看作距离的平方和)、(y[,1]-y[,2])/(x[,1]-x[,2])(可看作过两点的直线的斜率)、|x|+|y|≤a(是个封闭的几何图形)等,则利用它的图像解决问题将更便捷.
例4 (2004年福建省理科高考题)命题p:若 a、b∈R,则|a|+|b|>1是|a+b|>1的充分不必要条件.命题q:函数y=的定义域是(-∞,-1)∪ [3,+∞),则(
).
(A)“p或q”为假
(B)“p且q”为真
(C)p真q假
(D)p假q真
解 分别在同一直角坐标系中画出|x|+|y|> 1和|x+y|>1的图形.
前者是图4中正方形的外部部分,而后者是直线x+y=1的右上方与x+y=-1的左下方,如图4可知|x+ y|>1,能推出|x|+|y|>1,而|x|+|y|>1不能推出|x+y|>1.
故|x|+|y|>1是|x+y|>1的必要不充分条件.命题p是假命题,本题选(D).
实践证明,数形结合,简单明了,能使学生加深对知识的理解和掌握,有利于创造性思维的培养和能力的提高.