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数形结合思想在初中数学教学中的渗透和运用

2022-06-30闫洪雷

学校教育研究 2022年12期
关键词:数轴数形直观

闫洪雷

在初中数学课堂教学中经常用到数形结合思想。如有理数内容体现着数形结合思想。数轴的引入是有理数体现数形结合思想的一个重要方面。由于对每一个有理数,数轴上都有唯一确定的点与它对应,因此,两个有理数比较大小,可以通过这两个有理数在数轴上对应的点的位置进行比较(实数的大小比较也是如此)。相反数、绝对值概念则是通过相应的数轴上的点与原点的位置关系来描述的。尽管我们学习的是(有理)数,但要时刻牢记它的形(数轴上的点),通过渗透数形结合的思想方法,帮助七年级学生正确理解有理数的性质及其运算法则。

又如应用题内容隐含着数形结合思想。列方程解应用题的难点是如何根据题意寻找等量关系列方程,要突破这一难点,往往就要根据题意画出相应的示意图(这里需要和学生强调一下,绘制简单图形是初中生必备的数学技能)。例如,七年级数学一元一次方程的应用一课中,涉及到追及问题和相遇问题等,在教学中,老师必须渗透数形结合的思想方法,教给学生如何依据题意画出相应的示意图,迅速找出等量关系列出方程,从而突破难点。让学生体会到数形结合在实际解题中的重要性。

再如不等式内容蕴藏着数形结合思想。八年级数学下册“一元一次不等式和一元一次不等式组”,教学时,为了加深八年级学生对不等式解集的理解,老师要适时地把不等式的解集在数轴上直观地展示出来,使学生形象地看到,不等式有无限多个解。在数轴上表示数是数形结合思想的具体体现,而在数轴上表示数集,则比在数轴上表示数又前进了一步。确定一元一次不等式组的解集时,利用数轴更为有效,也让学生理解的更加深刻。

函数及其图象内容凸显了数形结合思想。由于在直角坐标系中,有序实数对(x ,y)与点P的一一对应,使函数与其图象的数形结合成为必然。一个函数可以用图形来表示,而借助这个图形又可以直观地分析出函数的一些性质和特点,这为数学的研究与应用提供了很大的帮助。因此,函数及其图象内容凸显了数形结合的思想方法。

下面我们来谈谈如何充分利用数和形的关系去解决常见数学问题。

一、运用图形的直观解决数量关系

由于数和形是一种对应,有些数量关系比较抽象,我们难以把握,而形具有形象,直观的优点,能表达较多具体的思维,起着解决问题的定性作用,因此我们可以把数的对应——形找出来,利用图形来解决问题。

例、已知方程x2-2px+10=0有一个根大于1,另一个根小于1,求p的取值范围。

分析:由二次函数与一元二次方程的关系知:方程

x2-2px+10=0的两个根是抛物线y=x2-2px+10与x轴的两个交点的横坐标,因为一根大于1,另一根小于1,所以抛物线与x轴的两个交点一个在1的左边,另一个在的右边,且开口向上,如图可知当x=1时,函数值y<0,即12-2p+10<0,故p>5.5

此解法利用函数图象的直观性,把抽象的数学语言与直观的图形结合起来,化难为易,充分体现了数形结合解题的有效性。解此类题目,主要是我们是否能够把代数问题转化为几何问题,把握得很好。也就是说,这些代数问题怎样转化到几何性质问题上来,才是解题的关键。

二、利用数量关系揭示几何图形的性质

虽然形有形象、直观的优点,但在定量方面还必须借助代数的计算,特别对于较复杂的“形”,不但要正确的把图形数字化,而且要留心观察图形的特点,发掘题目中的隐含条件,充分利用图形的性质或几何意义,把“形”正确表示成“数”的形式,进行分析计算。

例2、等腰三角形的面积为2,腰长为 ,底角为 ,求 。

分析:本题是斜三角形问题,因此要作高化斜三角形为解直角三角形。但是本题又没有给出三角形的形状,所以在画高时就要考虑高在三角形内、三角形上和三角形外三种情况,这是一种解题方法,但非常麻煩,我们可以考虑用数形结合的思想来解决本题,用数学中的方程或方程组来解。

本题应用了数形结合思想,“形题数解”往往可以使求解思路新颖,而且几何中的多解问题可以转化为方程或方程组的多解问题。

三、将数量关系和图形的性质,在解题中串连结合使用

就是根据“数”与“形”既对立,又统一的特性,观察图形的形状,分析数与式的结构,引起联想,适时将它们相互转换,化抽象为直观并揭示隐含的数量关系。

总而言之,“数无形不直观,形无数难入微”。见到数量就要考虑它的几何意义,见到图形就应考虑它的代数关系,运用数形结合的思想解决数学问题。因此数形结合思想在初中数学教学中起着举足轻重的作用。2472D893-FBCA-4515-943C-2D4BD9289692

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