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高中数学教学中数形结合思想的应用

2016-12-02乔军

理科考试研究·高中 2016年11期
关键词:增函数代数数形

乔军

数形结合是数学解题中常见的一种方法,不仅是对基本数学的一种掌握,更是优化解题的重要途径之一.利用常规手法去解决一些比较困难的高中数学问题,可能显得比较棘手.而且有些难题用普通的代数方法去解答会显得尤为困难,也不能让学生得到更深层的理解.如果巧妙地将数形结合和代数、几何的问题相结合,就可以让代数的难题得到很好的诠释,不仅能使高中数学中复杂化的问题,得以明了、简化,还可以使学生绕过数学中的各种障碍,脱离繁琐的推导.所以将数形结合的方法运用在高中数学当中是最恰当不过的了.

一、数形结合在高中数学教学中的作用

在学习数学的过程中,可利用“形”来表达相应的几何图形,通过数形结合的方法来解决数学问题的话,大大降低学生的学习难度;还能够使学生开拓自己的思维,丰富学生的学习方法,树立全新的学习意识.数形结合解题思想的应用也是特别广泛的,可以解决许多高中数学问题:如集合问题、函数问题、方程问题等.

二、数形结合在高中数学教学中的应用

1.数形结合在集合中的应用

集合作为高中数学最基本的概念,有许多学生在刚刚接触集合的时候,无法准确地抓住其中的要领.在集合运算过程中常借助于数轴、Venn(维恩)图来处理,不仅能让学生对集合的知识点理解得更透视更直观,更让运算变得更加快捷明了.

解析如图1,一般情况下用画Venn(维恩)图的方式将A*B的区域画出来,然后再并上A,去掉(A*B)∩A的部分,即为所求(A*B)*A=B,根据题目定义可知答案选B.

2.数形结合在函数中的应用

比如在处理高中三角函数问题的时候,学生应记住sinx,cosx,tanx相关的函数性质.在记忆过程中可以运用数形结合的方式解决问题,这样既省时而且特别轻松.而记住这些函数性质时,可以将具体的图形画出来,就可以很轻松地进行记忆和区分函数的单调性、奇偶性等其他问题.简单地说,就是利用函数图象然后与数形结合的方法进行解题,将复杂的代数问题转化为平面几何问题来处理.但是解决问题不是只靠记住一幅图就可以解答清楚,它是要利用具体图形更直观地将问题呈现出来,再进行数学公式推导才可以得出答案.举个最近几年高考常出现的抽象函数的问题:

例2设f(x),g(x)分别是定义在R上的奇函数和偶函数,在区间 [a,b](a

f(x)g′(x)>0,且f(x)g(x)有最小值-5,则函数y=f(x)g(x)在区间[-b,-a]上

A.是增函数且有最小值-5

B.是减函数且有最小值-5

C.是增函数且有最大值5

D.是减函数且有最大值5

3.数形结合求取值范围

这类例子考查学生对零点、导数在函数中应用的灵活性,结合数形结合的方法,借助求导求极值得出函数的图象特征,进一步求出题目要求的答案.

例5已知函数f(x)=ax3-3x2+1,若f(x)存在唯一的零点x0,且x0>0,则a的取值范围是

通过此次对本课题的研究,认识到数形结合的形象与抽象的交叉运用,这种多项思维相互促进的形式,不仅可以使学生的解题思维得到发展,降低了学生的解题难度,还增强了学生的解题能力,也培养和发展了学生的空间观念.所以,应对数形结合的方法给予高度重视,从而才能让学生在学习数学的基础上提升自身数学思维水平.

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