数形结合思想是高中的重要数学思想,利用它常可以把抽象的数的问题转化为形象的形的问题,也可把具体的表象的形抽象为精确的深邃的数。运用数形结合思想,数和形常可相互转化,相得益彰,使高中数学的很多问题迎刃而解。
1集合中的数形结合的解题应用
在高中数学学习中,集合中的数集与点集则是研究的主体。在解题中运用数轴、韦恩图等能够有效的帮助我们提高数学的形象思维能力,以助我们对集合的充分理解与分析。
例如:全集I={(x,y)|x,y∈R},则集合M={(x,y)|=1},N={(x,y)|y≠x+1},而Ci(M∪N):
A、(1,2)B、{(x,y)|y=x+1}C、ØD、{(1,2)}
在本题中,通过分析可得,各个集合的元素都是“点”,运用数形结合则能有效的将此题解决。
解:通过题目,我们可以了解M的集合属于主线y=x+1,并且在直线上面将(1,2)这一点去掉的集合,而集合N则是属于除去了(1,2)点以外的整个平面上的点的构成,所以Ci(M∪N)={(1,2)},所以本题的答案是D。
笔者认为,在本题中,主要是需要弄懂各个集合中的元素。是属于函数自变量、因变量还是曲线上的点。而答案中的A表示的不是集合,而表示的是元素,很多学生都会误选A。集合的运算的结果表示的也应该是集合,而不是表示的元素。
2函数中的数形结合的解题应用
如果说数与形取得结合的纽带是坐标系,那笔者认为函数的图像则是数直观形象的反映。二次函数、幂函数等相应的函数都有与之对应的图像。当我们遇到了一个新函数,首先应当画出对应的函数图像,并且留意其图像,观察是否存在特殊点,研究函数的单调性、奇偶性等相关性质。
2.1函数不等式与数形相结合
例如:试解函数不等式x,通过不等式,设y1=,y2=x,通过设定y1,y2的可以通过函数图像表示为:其中的y1的曲线是以C(-2,0)为圆心,以3为半径的上半圆,y2的曲线I,Ⅲ两个象限角的平分线。
当y1=y2时,有一个交点即=x,从函数图像的观察来看,y1y2,能够得出次不等式的解集为{x|-5≤x≤y}
笔者认为,这一题也可以当做纯代数的题目来进行解答,但是数形结合方式的使用显然方便得多,而且数形结合的方式直观、一目了然,让学生避免了因为复杂的推理而进行的计算。
2.2函数方程与数形相结合
所谓的函数方程,在考试纲要上是找不到相应的考点的。因为函数方程所涉及到的不是某一个具体的知识点,函数方程只能当做一个具有指导性,并且附带有全局性的数学思想的一种方式。所以,对于高考中的此类试题都是跨板块、跨考点的一种较为深层的理解。
例如:sinx=lgx有多少个实数根()
A、1B、2C、3D、大于3
如下图中,在同一个直角坐标系中,分别画出y1=sinx和y2=lgx的相应图象分析,当y1=y2=sinx,且小于等于1,如果X的取值大于10,那么两个函数就不具有交点,所以两图像要有交点,则只能去10以内的范围,在通过上图,我们不难看出,两图像只有三个交点,所以其实数根有3个,本题现在C。
笔者认为,本题看起来像方程式的解答,但实际涉及到的是函数的应用解决,使用高中阶段的代数方法是无法解决此题的。而在使用数式巧构函数模型的方法,解答此题就容易的多,本题也是一个体现数形结合有效性的一个很好的例子。
3向量中的数形结合的解题应用
向量是在高中数学中一个比较重要,也是最为基本的数学概念之一。向量能够有效的沟通几何、代数以及三角函数,有了向量的加入,全面改观了代数与几何的研究,如果说数形结合是高中数学中的重要思想,那么平面向量就是为数形结合铺平道路的前提。
4高中数学中使用数形结合的思想
4.1“形”中觅“数”
高中的数学,例如在一个题中,图形已经存在或者比较容易就能画出图像,对于此类题目的解决,关键在于其数量的关系式,也就是将几何方面的问题代数化,运用数来辅助形,从而解决此题。
4.2“数”上构“形”
高中的数学,例如在一个题中,相关的是代数,但是通过对题目的仔细分析,发现了其几何特征。随之,也能发现数与形的新关系,从而代数问题转化为几何方面的,从而解决此题。总之,在高中的数学教学中使用数形结合,能够有效的提高学生的数学学习能力,能够将复杂的问题简单化,也能让学生更好的理解数学知识,提升自己的数学学习兴趣。